4 Требования к системе - Технический комитет по стандартизации

ЕВРАЗИЙСКИЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И
СЕРТИФИКАЦИИ (ЕАСС)
EURO-ASIAN COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY
AND CERTIFICATION (EASC)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ
ГОСТ ИСО
13628-7201
(проект, UA,
окончательная
редакция)
Промышленность нефтяная и газовая
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ
ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ
Часть 7.
Райзерные системы для заканчивания и ремонта скважин
(ISO 13628-7:2005, IDT)
Настоящий проект стандарта не подлежит применению до его принятия
Киев
Госстандарт
201
ГОСТ ИСО 13628-7-201
(проект, UA, окончательная редакция)
Предисловие
Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации (ЕАСС) представляет собой
региональное объединение национальных органов по стандартизации государств, входящих в Содружество
Независимых Государств. В дальнейшем возможно вступление в ЕАСС национальных органов по стандартизации
других государств.
Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации
установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.22009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по
межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕНТехническим комитетом по стандартизации ТК 146 «Материалы, оборудование,
технологии и сооружения для нефтегазовой промышленности».
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 146 «Материалы, оборудование, технологии и
сооружения для нефтегазовой промышленности» и Ивано-Франковским национальным техническим
университетом нефти и газа.
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол
№___ от ___ _________2012 г.)
За принятие проголосовали
Краткое наименование
страны по МК (ИСО 3166) 00497
Код страны по МК
(ИСО 3166) 004-97
Сокращенное
наименование
национального органа по стандартизации
4 Настоящийстандартидентичен ISO 13628-7:2005Petroleum and natural gas industries – Design and operation
of subsea production systems – Part 7: Completion/workover riser systems (Нефтяная и газовая промышленность.
Проектирование и эксплуатация систем подводной добычи. Часть 7.Райзерные системыдля заканчивания/ремонта
скважин)
Степень соответствия – идентичная (IDT).
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
II
ГОСТ ИСО 13628-7-201
(проект, UA, окончательная редакция)
Содержание
Предисловие
II
Введение
VI
1
Область применения
1
2
Нормативные ссылки
2
3
Термины, определения, сокращения и символы
5
3.1
Термины и определения
5
3.2
Сокращения
21
3.3
Символы
22
Требования к системе
28
4.1
Назначение
28
4.2
Описание райзерных систем C/WO
28
4.3
Инженерно-техническая разработка системы
28
4.4
Определение системы
30
4.5
Проект системы
30
4.6
Согласование проекта системы
30
4.7
Режимы работы
31
4.8
Принципы проектирования
39
4.9
Принципы работы
39
4.10
Принципы безопасности
39
4.11
Требования к барьерной системе
40
4.12
Законы, нормы и стандарты
40
4.13
Требования к рабочим характеристикам
42
4.14
Требования к организации и квалификации персонала
44
4.15
Система контроля качества
44
4.16
Документация, журналы учета и прослеживаемость
44
4.17
Верификация
45
4.18
Ответственность покупателя/потребителя
45
4.19
Ответственность изготовителя
45
5
Функциональные требования
46
5.1
Назначение
46
5.2
Функциональные требования к системе
46
5.3
Требования к шаблону
46
5.4
Требования к компонентам
47
5.5
Система управления ремонтом скважины
66
Проектные требования
74
Назначение
74
4
6
6.1
III
ГОСТ ИСО 13628-7-201
(проект, UA, окончательная редакция)
6.2
Принципы проектирования
74
6.3
Нагрузки и воздействия нагрузок
77
6.4
Критерии проектирования компонентов
88
6.5
Критерии проектирования трубы
94
6.6
Соединители
101
6.7
Критерии проектирования для вспомогательных компонентов
105
Материалы и изготовление
106
7.1
Введение
106
7.2
Общие требования к материалам
106
7.3
Продукция
114
7.4
Изготовление и производство
117
7.5
Визуальный и неразрушающий контроль
119
7.6
Квалификация процедур сборки (монтажа) и специалистов по сборке
121
Испытания
121
8.1
Общие положения
121
8.2
Требования, предъявляемые перед испытанием
121
8.3
Испытания под давлением
122
8.4
Чистота гидравлических компонентов
122
8.5
Квалификационные испытания
123
8.6
Оборудование райзера и FAT
123
8.7
Система управления ремонтом в скважине и FAT
123
8.8
Комплексные испытания системы
124
8.9
Испытание системы под давлением
125
Маркировка, хранение и отгрузка
125
9.1
Секции райзера
125
9.2
Компоненты
126
9.3
Система управления ремонтом скважины и гидравлическое оборудование
127
10
Контроль, техническое обслуживание, повторная оценка и мониторинг
127
10.1
Общие положения
127
10.2
Контроль и техническое обслуживание
127
10.3
Повторная оценка райзеров
128
10.4
Мониторинг
128
Документация
129
11.1
Назначение
129
11.2
Общие положения
129
11.3
Исходные данные для проектирования
129
11.4
Анализ проекта
130
11.5
Документация на соединители
131
11.6
Изготовление и производство
134
7
8
9
11
IV
ГОСТ ИСО 13628-7-201
(проект, UA, окончательная редакция)
11.7
Исполнительно-техническая документация
135
11.8
Сводная документация по проектированию и изготовлению
135
11.9
Руководящие указания по монтажу и эксплуатации
135
11.10
Сводная информация о состоянии
136
11.11
Заполнение документации
136
Библиография
137
Приложение А (информативное) Стандартизация сопряжения райзера C/WO (вертикальная
ёлка)
139
Приложение В (информативное)Режимы эксплуатации и общий анализ системы райзера
Приложение С (информативное) Анализ и оценка на усталость
161
Приложение D (информативное) Методы оценки сопротивления материалов
191
142
Приложение Е (информативное) Примерные расчеты для проектирования труб под
давлением
200
Приложение F (информативное) Руководство по поставке
204
Приложение G (информативное) Предварительное нагружение болтов
222
Приложение H (информативное) Уплотнения
228
Приложение I (нормативное) Квалификация соединителей
230
V
ГОСТ ИСО 13628-7-201
(проект, UA, окончательная редакция)
ВВЕДЕНИЕ
Настоящий стандарт подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 67 «Материалы, оборудование и
морские платформы для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности».
Настоящая часть ISO 13628 разработана на основе первого издания ISO 13628-5, которое базировалось на
API Spec 17E, второе издание, и API RP 17I, первое издание. Первое издание ISO 13628-5 было принято API как
API Spec 17E, третье издание. Предполагается, что API Spec 17E, четвёртое издание, будет идентичен настоящему
международному стандарту.
Пользователям настоящей части ISO 13628 следует учитывать, что в конкретных условиях применения
могут возникать дополнительные или отличающиеся требования. Настоящая часть ISO 13628 не ставит целью
установить ограничения для продавца при предложении или для потребителя по использованию альтернативного
оборудования или инженерных решений для конкретных условий применения. Это имеет особое значение в
случае совершенствования продукции или применения инновационных технологий. В случае предложения
альтернативного решения продавцу следует указать все отличия от настоящей части ISO 13628 и дать их
подробное описание.
В настоящей части ISO 13628, где целесообразно, для информации в скобках включены единицы
измерения традиционной американской системы (USC) и других систем.
В стандарт внесено следующие редакционные изменения: точка (как знак, отделяющий целую часть от
дробной) заменена на запятую.
По всему тексту стандарта произведена замена выражения «этот международный стандарт» на «этот
стандарт».
Структурные элементы стандарта, такие как: «Титульный лист», «Предисловие», « Национальное
введение», «Библиографические данные» оформлены согласно с требованиями ГОСТ 1.5-2001
«Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по
межгосударственной стандартизации. Общие требования к построению, изложению, оформлению, содержанию и
обозначению».
Из «Предисловия» к ISO 13628-7 в раздел «Введение» включены только положения, непосредственно
относящиеся к настоящему межгосударственному стандарту
Необходимо иметь в виду, что некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектом
патентного права. МГС не берет на себя ответственность за идентификацию какого-либо отдельного или всех
таких патентных прав.
ISO 13628 состоит из следующих частей под общим наименованием “Нефтяная и газовая
промышленность Проектирование и эксплуатация систем подводной добычи»:
- Часть 1: Общие требования и рекомендации.
- Часть 2: Гибкие трубные системы многослойной структуры без связующих слоёв для подводного и
морского применения.
- Часть 3: Системы проходных выкидных трубопроводов (TFL).
- Часть 4: Подводное устьевое и фонтанное оборудование.
- Часть 5: Подводные шлангокабели.
- Часть 6: Системы управления подводной добычей.
- Часть 7: Райзерные системы для заканчивания и ремонта скважин.
- Часть 8: Интерфейсы дистанционно управляемых средств (ROV) для систем подводной добычи.
- Часть 9. Системы для выполнения работ в скважине с применением дистанционно управляемых
инструментов (ROT)
- Часть 10. Технические условия на гибкую трубу многослойной структуры со связующими слоями.
- Часть 11. Гибкие трубные системы для подводного и морского применения.
- Часть 15. Подводные конструкции и манифольды.
VI
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Нефтяная и газовая промышленность
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ
Часть 7.
Райзерные системы для заканчивания и ремонта скважин
Petroleum and natural gas industries
DESIGN AND OPERATION OF SUBSEA PRODUCTION SYSTEMS
Part 7: Completion/workover riser systems
Дата введения
1
Область применения
Настоящая часть ISO 13628 определяет технические требования и рекомендации по проектированию,
анализу, материалам, изготовлению, испытаниям и эксплуатации райзерных систем для подводного
заканчивания/ремонта скважин с использованием плавучих средств.
Настоящая часть ISO 13628 применима для всех новых райзерных систем C/WO и может применяться
при модернизации, эксплуатации существующих систем и повторного использования на различных промыслах и
на различных плавучих средствах.
Настоящая часть ISO 13628 предназначена для использования в качестве общего ссылочного документа
для проектировщиков, изготовителей и операторов/пользователей, снижая, таким образом, необходимость в
использовании стандартов компании.
Настоящая часть ISO 13628 ограничивается рассмотрением райзеров, изготавливаемых из
низколегированных углеродистых сталей. На райзеры, изготавливаемые из специальных материалов, таких как
титан, композитные материалы и гибкие трубы, положения данной части ISO 13628 не распространяются.
Настоящая часть ISO 13628 относится к следующему специальному оборудованию:
 секции райзера;
 соединители;
 системы управления ремонтом скважин;
 надводные елки;
 натяжные рамы надводной елки;
 нижние блоки райзера для ремонта скважины;
 лубрикаторная арматура;
 удерживающая арматура;
 подводные елки для опробования скважин;
 срезные переходники;
 системы ориентации трубодержателя НКТ;
 вертлюги;
 циркуляционные шланги кольцевого пространства;
 спайдеры райзера;
 хомуты шлангокабелей;
 инструменты для манипулирования и испытаний;
 инструменты для спуска колпака устьевой елки.
Настоящая часть ISO 13628 не применима к следующему оборудованию:
 держатели НКТ;
1
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
 наружные и внутренние колпаки устьевой елки;
 инструменты для спуска держателей НКТ;
 надводные установки для использования гибких труб на барабане;
 надводные установки для проведения работ с помощью канатной техники;
 надводные соединители устьевой елки для глушения и эксплуатации.
2
Нормативные ссылки
Указанные ниже ссылочные документы являются обязательными для применения настоящего
документа. Для ссылок с твердой идентификацией применяется только указанное издание. Для ссылок со
скользящей идентификацией применяется самое последнее издание нормативного документа, на который дается
ссылка (включая любые дополнения).
ISO 148, Steel — Charpy impact test (V-notch) (Материалы металлические.Испытание на удар по Шарпи
на маятниковом копре)
ISO 377, Steel and steel products — Location and preparation of samples and test pieces for mechanical testing
(Сталь и стальные изделия.Расположение и подготовка образцов и испытываемых деталей для механических
испытаний)
ISO 783, Metallic materials — Tensile testing at elevated temperature (Материалы металлические.Прочность
на растяжение при повышенной температуре)
ISO 898-1, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts, screws and
studs (Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали. Часть 1. Болты, винты
и шпильки)
ISO 898-2, Mechanical properties of fasteners — Part 2: Nuts with specified proof load values — Coarse thread
(Механические свойства крепежных изделий. Часть 2. Гайки с установленными значениями контрольной
нагрузки. Крупная резьба)
ISO 1461, Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles — Specifications and test methods
(Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования на изделия из чугуна и стали.Технические требования и
методы испытания)
ISO 3183(all parts), Petroleum and natural gas industries — Steel pipe for pipelines — Technical delivery
conditions((все части), Нефтяная и газовая промышленность. Стальные трубы для трубопроводных систем
транспортировки. Технические условия поставки)
ISO 2566-1, Steel — Conversion of elongation values — Part 1: Carbon and low alloy steels (Сталь. Таблицы
перевода величин относительного удлинения. Часть 1. Сталь углеродистая и низколегированная)
ISO 4885, Ferrous products — Heat treatment — Vocabulary (Изделия из черных металлов. Виды
термообработки. Словарь)
ISO 6507-1, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method (Материалы металлические.
Определение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод определения)
ISO 6892,
Metallic
materials
—
Tensile
testing
at
металлические.Испытания на растяжение при комнатной температуре)
ambient
temperature
(Материалы
ISO 9327-1, Steel forgings and rolled or forged bars for pressure purposes — Technical delivery conditions —
Part 1: General requirements (Поковки и катаные или кованые прутки стальные для работы под давлением.
Технические условия поставки. Часть 1. Общие требования)
ISO 9606-1, Approval testing of welders — Fusion welding — Part 1: Steels (Квалификационные испытания
сварщиков. Сварка плавлением. Часть 1. Стали)
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification
неразрушающий.Квалификация и аттестация персонала)
and
certification
of
personnel
(Контроль
ISO 10423:2003, Petroleum and natural gas industries — Drilling and production equipment — Wellhead and
christmas tree equipment (Нефтяная и газовая промышленность. Буровое и эксплуатационное оборудование.
Устьевая и фонтанная арматура)
ISO 10432, Petroleum and natural gas industries — Downhole equipment — Subsurface safety valve
equipment(Нефтяная и газовая промышленность. Скважинное оборудование.Оборудование скважинных
предохранительных клапанов)
2
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ISO 10474, Steel and steel products — Inspection documents (Сталь и стальные изделия.Документы
контроля)
ISO 10945, Hydraulic fluid power — Gas-loaded accumulators — Dimensions of gas ports (Приводы
гидравлические. Гидропневматические аккумуляторы. Размеры отверстий для газа)
ISO 11960:2001, Petroleum and natural gas industries — Steel pipes for use as casing or tubing for wells
(Нефтяная и газовая промышленность.Стальные трубы, используемые в скважинах в качестве обсадных или
насосно-компрессорных труб)
ISO 11961, Petroleum and natural gas industries — Steel pipes for use as drill pipe — Specification (Нефтяная
и газовая промышленность. Стальные бурильные трубы. Технические условия)
ISO 13533:2001, Petroleum and natural gas industries — Drilling and production equipment — Drill-through
equipment (Нефтяная и газовая промышленность. Буровое и эксплуатационное оборудование. Оборудование со
стволовым проходом)
ISO 13535, Petroleum and natural gas industries — Drilling and production equipment — Hoisting equipment
(Нефтяная и газовая промышленность. Буровое и эксплуатационное оборудование. Оборудование для спускоподъёмных операций)
ISO 13628-2, Petroleum and natural gas industries — Design and operation of subsea production systems —
Part 2: Unbonded flexible pipe systems for subsea and marine applications (Нефтяная и газовая промышленность.
Проектирование и эксплуатация систем подводной добычи. Часть 2. Гибкие трубные системы многослойной
структуры без связующих слоёв для подводного и морского применения)
ISO 13628-4:1999, Petroleum and natural gas industries — Design and operation of subsea production systems
— Part 4: Subsea wellhead and tree equipment (Нефтяная и газовая промышленность. Проектирование и
эксплуатация систем подводной добычи. Часть 4. Подводное оборудование устья скважины и устьевой елки)
ISO 13628-5, Petroleum and natural gas industries — Design and operation of subsea production systems —
Part 5: Subsea umbilicals (Нефтяная и газовая промышленность. Проектирование и эксплуатация систем
подводной добычи. Часть 5. Подводные шлангокабели)
ISO 13628-6:2000, Petroleum and natural gas industries — Design and operation of subsea production systems
— Part 6: Subsea production control systems (Нефтяная и газовая промышленность. Проектирование и
эксплуатация систем подводной добычи. Часть 6. Подводные системы контроля добычи)
ISO 14693, Petroleum and natural gas industries — Drilling and well-servicing equipment (Нефтяная и газовая
промышленность.Буровое оборудование и оборудование для ремонта скважин)
ISO 15156-1, Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in oil
and gas production — Part 1: General principles for selection of cracking-resistant materials (Нефтяная и газовая
промышленность. Материалы для использования в средах, содержащих H2S при добыче нефти и газа. Часть 1.
Общие принципы выбора трещиноустойчивых материалов)
ISO 15156-2:2003, Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in
oil and gas production — Part 2: Cracking-resistant carbon and low alloy steels, and the use of cast irons (Нефтяная и
газовая промышленность. Материалы для использования в средах, содержащих H2S при добыче нефти и газа.
Часть 2. Трещиноустойчивые углеродистые и низколегированные стали и применение литейного чугуна)
ISO 15156-3, Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in oil
and gas production — Part 3: Cracking-resistant CRAs (corrosion-resistant alloys) and other alloys (Нефтяная и газовая
промышленность. Материалы для использования в средах, содержащих H2S при добыче нефти и газа. Часть 3.
Трещиноустойчивые CRA (коррозионностойкие сплавы) и другие сплавы)
ISO 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories (Общие
требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий)
ISO 15579, Metallic materials — Tensile testing at low temperature (Материалы металлические.Испытание
на растяжение при низкой температуре)
API 1) Spec 7 2), Rotary Drill Stem Elements (Элементы бурильной колонны для роторного бурения)
1)
American Petroleum Institute, 1220 L Street, North West Washington, DC 20005-4070, USA.
2)
Для целей настоящей части ISO 13628, API Spec 7 будет заменен на ISO 10424-1 и ISO 10424-2, когда они станут
общедоступными.
3
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
API Spec 16C, Specification for Choke and Kill Systems (Технические условия для систем дросселирования
и глушения скважин)
API RP 17B, Recommended Practice for Flexible Pipe (Практические рекомендации для гибких труб)
ASME 3), Boiler and pressure vessel code, Section VIII:2001, Rules for construction of pressure vessels,
Division 1 (Правила для котлов и сосудов под давлением, Секция VIII:2001, Правила изготовления сосудов под
давлением, Раздел 1)
ASME, Boiler and pressure vessel code, Section IX:2001, Welding and brazing qualification (Правила для
котлов и сосудов под давлением, Секция IX:2001, Квалификационные испытания технологии сварки и пайки)
ASTM A193, Standard Specification for Alloy-Steel and Stainless Steel Bolting Materials for HighTemperature Service (Технические условия для материалов болтовых соединений из легированной и
нержавеющей стали при эксплуатации в условиях высоких температур)
ASTM A194, Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for High Pressure and High
Temperature Service (Технические условия для материалов болтовых соединений из углеродистой и легированной
стали при эксплуатации при высоком давлении и высоких температурах)
ASTM A320, Standard Specification for Alloy-Steel and Stainless Steel Bolting Materials for Low-Temperature
Service (Технические условия для материалов болтовых соединений из легированной и нержавеющей стали при
эксплуатации в условиях низких температур)
ASTM 4) A370, Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products (Стандартные
методы испытаний и определения для механических испытаний стальной продукции)
ASTM A508, Standard Specification for Quenched and Tempered Vacuum-Treated Carbon and Alloy Steel
Forgings for Pressure Vessels (Технические условия на поковки для работающих под давлением сосудов из
закаленной и отпущенной вакуумированной углеродистой и легированной стали)
BS 5) 7201, Hydro-pneumatic accumulators for fluid power purposes — Part 1: Specification for seamless steel
accumulator bodies above 0,5 l water capacity (Аккумуляторы гидропневматические для передачи энергии. Часть 1.
Технические условия на бесшовные стальные аккумуляторные корпуса вместимостью свыше 0,5 л воды)
EN 6) 287-1, Qualification test of welders — Fusion welding — Part 1: Steels (Квалификационное испытание
сварщиков. Сварка плавлением. Часть 1. Стали)
EN 288 (all parts), Specification and approval of welding procedures for metallic materials ((все части),
Технические условия и квалификация сварочных процессов для металлических материалов)
EN 1418, Welding personnel — Approval testing of welding operators for fusion welding and resistance weld
setters for fully mechanized and automatic welding of metallic materials (Персонал, выполняющий сварочные
работы.Квалификационные испытания операторов сварочных машин для сварки плавлением и контактной
сварки при проведении полностью механизированной и автоматизированной сварки металлических материалов)
IEC 7) 60089-0, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 0: General Requirements, Fourth
Edition (Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 0. Общие требования, Четвертое издание)
MSS 8) SP-25, Standard Marking Systems for Valves, Fittings, Flanges and Unions (Стандартная система
маркировки арматуры, фитингов, фланцев и соединений)
SAE 9) AS 4059, Aerospace fluid power — Cleanliness classification for hydraulic systems (Гидроэнергия в
авиакосмической промышленности.Классификация степени чистоты для гидравлических систем)
3)
ASME International, Three Park Avenue, New York, NY 10016-5990, USA.
4)
American Society for Testing and Materials, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, USA.
5)
British Standards Institution, 389 Chiswick High Road, London W4 4AL, UK.
6)
European Committee for Standardization, 36 rue de Stassart, B-1050, Brussels, Belgium.
7)
International Electrotechnical Commission, IEC Central Office, 3, rue de Varembé, P.O. Box 131, CH-1211 Geneva 20,
Switzerland.
8)
Manufactures Standardization Society of the Valve & Fitting Industry, 127 Park Street, N.E., Vienna, VA 22180, USA.
9)
SAE International, 400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA 15096-0001, USA.
4
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3
Термины, определения, сокращения и символы
В настоящем документе используются следующие термины, определения, сокращения и символы.
3.1
Термины и определения
3.1.1 случайная нагрузка (accidental load)
нагрузка (нагрузки), воздействующая на райзерную систему C/WO в аномальных или непредвиденных
условиях
ПРИМЕРЫ
Нарушение позиционирования плавучего основания и блокировка компенсатора вертикальной
качки.
3.1.2 соглашение (agreement)
если не указано иначе, выражение «по соглашению» означает «по соглашению между изготовителем и
покупателем в момент запроса и заказа»
3.1.3 кажущийся вес, вес в воде, мокрый вес, вес в погруженном состоянии, эффективный вес
(apparent weight, weight in water, wet weight, net lift, submerged weight, effective weight)
вес в погруженном состоянии, включая содержимое минус плавучесть
3.1.4 соединительный сварной шов (attachment weld)
угловой или проплавной сварной шов, используемый для закрепления компонентов на трубе или
соединении
3.1.5 вспомогательный трубопровод (auxiliary line)
трубопровод (исключая линии дросселирования и глушения), закрепленный снаружи основной трубы
райзера
ПРИМЕРЫ
пространстве.
Подающий
трубопровод
гидросистемы
и
циркуляционный
трубопровод
в
кольцевом
3.1.6 шаровое соединение (ball joint)
шарнирная компоновка с центральным проходным отверстием равным внутреннему диаметру райзера,
или превышающим его
ПРИМЕЧАНИЕ
Может размещаться в колонне райзера для снижения локальных изгибающих напряжений.
3.1.7 барьер (barrier)
один или несколько барьерных элементов, предназначенных для предотвращения непредусмотренных
поступлений пластового флюида
3.1.8 барьерный элемент (barrier element)
устройство, которое само по себе не может предотвратить поток от одной своей стороны к другой
3.1.9 напряжение смятия (bearing stress)
среднее нормальное напряжение на контактирующих поверхностях соприкасающихся поверхностей
3.1.10 превентор (blow-out preventer, BOP)
устройство, установленное на устье скважины для удержания давления в стволе скважины и кольцевом
пространстве между обсадной и насосно-компрессорной колоннами, или в открытом стволе скважины во время
бурения, заканчивания, опробования или ремонта скважины
3.1.11 блок BOP (BOP stack)
блок оборудования контроля скважины, включая ВОР, катушки, арматуру, гидравлические соединители
и ниппели, соединенные с подводным устьем скважины
ПРИМЕЧАНИЕ При широком использовании этот термин иногда включает LMRP.
3.1.12 переходное соединение ВОР, соединение ВОР под ключ (BOP adapter joint, BOP spanner joint)
соединение для ориентации трубодержателя НКТ
специальное соединение райзера C/WO для использования в случае, когда райзер C/WO размещается
внутри бурового райзера и подводного ВОР для установки и извлечения ориентируемого подводного
трубодержателя НКТ
3.1.13модуль плавучести (buoyancy module)
конструкция из легкого материала, обычно пенопласта, закрепленная или установленная на наружной
поверхности секций райзера для снижения веса райзера в погруженном состоянии
5
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.14расчет (calculation)
использование аналитических формул или численных методов, например, метода конечных элементов
или метода граничных элементов, для исследования конструкционной надежности компонента/системы
3.1.15испытание на ударную вязкость по Шарпи образцов с V-образным надрезом (Charpy V-notch
test)
испытание для определения сопротивления развитию трещины в показателях поглощенной энергии,
поперечного расширения или характера излома
3.1.16устьевая обвязка дросселирования и глушения скважины (choke-and-kill line)
наружные трубопроводы, расположенные сбоку вдоль райзера и используемые для циркуляции флюидов
в скважину и из нее для управления внутрискважинным давлением
3.1.17соединитель (connector)
механическое устройство для соединения смежных компонентов райзерной системы для обеспечения
конструкционного соединения, выдерживающего прилагаемые нагрузки и предотвращения утечек
ПРИМЕРЫ
Резьбовые типы, включая (i) один фитинг с наружной резьбой (ниппель), один фитинг с
внутренней резьбой (неразъемная муфта) и уплотнительное кольцо (уплотнительные кольца), или (ii) два ниппеля, муфта и
уплотнительное кольцо (уплотнительные кольца); фланцевый тип, включая два фланца, болты и прокладки/уплотнительное
кольцо (уплотнительные кольца); бугельные типы с хомутами, включая бугели, хомуты, болты и уплотнительное кольцо
(уплотнительные кольца); соединители с защелками.
3.1.18управляющий модуль (control module)
блок подводного управляющего оборудования для управления последовательными гидравлическими
или электрогидравлическими операциями с поверхности
ПРИМЕЧАНИЕ
Может представлять собой управляющий модуль райзера, используемый для выполнения операций спуска
колонн с использованием трубодержателя НКТ или как управляющий модуль при выполнении ремонта с использованием устьевой елки для
работы нижнего блока оборудования ремонта скважины.
3.1.19райзер заканчивания скважины (completion riser)
временный райзер, предназначенный для прохождения через ВОР, и буровой райзер для заканчивания
скважины
ПРИМЕЧАНИЕ
Операции заканчивания скважины выполняются через буровой райзер. Райзер для заканчивания скважины
также может использоваться для операций в открытом море.
3.1.20райзер для заканчивания/ремонта скважины, райзер C/WO (completion/workover riser, C/WO
riser)
временный райзер, предназначенный для выполнения операций по заканчиванию или ремонту скважины
3.1.21компонент (component)
деталь оборудования под давлением, которая при расчетах может рассматриваться как отдельный
элемент
ПРИМЕЧАНИЕ
Включает такие конструкционные компоненты, как трубы, соединители, силовые секции, натяжные секции,
посадочные блоки, секции скольжения, соединения системы ориентации трубодержателя НКТ, переходники и т.п.
3.1.22припуск на коррозию (corrosion allowance)
значение величины толщины стенки, добавленное для трубы или компонента на коррозию, отслоение,
истирание, эрозию, износ и другие формы потери материала
3.1.23смещение раскрытия вершины трещины (crack tip opening displacement, CTOD)
оценка размера трещины, который можно сравнить с критическим значением в начале распространения
трещины
3.1.24исходные данные для проектирования (design basis)
набор специфических для проекта проектных данных и функциональных требований, которые не
указаны или оставлены открытыми в общих стандартах
3.1.25контроль проекта (design check)
оценка компонента на расчетный вариант нагрузки с учетом правил применения
3.1.26критерии проектирования (design criteria)
представление количественных характеристик, описывающих каждый тип отказа при потенциально
возможных условиях
6
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.27расчетный коэффициент (design factor)
коэффициент (коэффициент использования), применяемый при проектировании расчетных рабочих
напряжений
3.1.28расчетный срок эксплуатации (design life)
период, в течение которого райзер может использоваться по предусмотренному назначению с
предусмотренным техническим обслуживанием, но без необходимости значительного ремонта или замены,
включая периоды хранения и эксплуатации
ПРИМЕЧАНИЕ
C/WO или ее части.
Расчетный срок эксплуатации включает весь период от начала изготовления до списания райзерной системы
3.1.29 расчетная нагрузка (design load)
комбинация воздействующих нагрузок
3.1.30расчетная прочность материала (design material strength)
напряжение, используемое для расчетов прочности конструкции
3.1.31расчетное давление (design pressure)
максимальная разница между значениями внутреннего и наружного давления, которая с небольшой
вероятностью может быть превышена в период эксплуатации, с привязкой к базовой высоте
ПРИМЕЧАНИЕ
Расчетное давление часто называют максимально допустимым давлением, или номинальным рабочим
давлением, или максимально допустимым давлением.
ПРИМЕР
Расчетное давление – это максимальное давление, рассматриваемое как статическое давление при
закрытом устье скважины (у поверхности дна) или в верхней части райзера при открытой подводной арматуре, максимальное
давление гидроразрыва, максимальное давление нагнетания, максимальное гидродинамическое давление или максимальное
давление глушения скважины.
3.1.32проектировщик (designer)
физическое лицо или компания-разработчик, которая принимает на себя ответственность за
проектирование райзерных систем C/WO в соответствии с требованиями настоящей части ISO 13628
3.1.33шаблон (drift)
цилиндрическая оправка для проверки проходного диаметра отдельной единицы оборудования или
блока оборудования в собранном виде
3.1.34размер (meter)
минимальный диаметр, который позволяет прохождение шаблона
3.1.35снос (drift-off)
непредусмотренное боковое отклонение судна с динамическим позиционированием от его
предусмотренного положения относительно устья скважины, обычно вызываемое потерей контроля
позиционирования или перемещением
3.1.36райзер из бурильных труб (drill pipe riser)
отдельная колонна бурильных труб с закрепленными шлангокабелями гидравлического управления и
шлангокабелями кольцевого пространства
3.1.37буровой райзер (drilling riser)
система, используемая на плавучих буровых установках для направления бурильной колонны и
циркуляции флюидов между плавучим буровым основанием и подводным ВОР
3.1.38отведение (drive-off)
непредусмотренное смещение плавучейбуровой установки с динамическим позиционированием за счет
главного двигателя или подруливающих устройств, обеспечивающих динамическое позиционирование
3.1.39динамическое позиционирование (dynamic positioning)
комплекс, предназначенный для автоматического и дистанционного автоматизированного управления
пропульсивными механизмами плавучей буровой установки с целью динамического удержания ее над точкой
позиционирования с заданной точностью в условиях воздействия внешних сил
3.1.40фактическое натяжение (effective tension)
осевое натяжение, рассчитанное в любой точке по длине райзера с учетом только верхнего натяжения и
кажущегося веса райзера и его содержимого (положительное натяжение)
7
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ПРИМЕЧАНИЕ
Общая потеря устойчивости и геометрическая жесткость определяется фактическим натяжением.
3.1.41блок аварийной расстыковки (emergency disconnect package)
блок подводного оборудования, который обычно является частью нижнего соединительного узла
райзера и обеспечивает место разъединения между райзером и подводным оборудованием
ПРИМЕЧАНИЕ
Такое оборудование используется при необходимости отделения райзера от скважины, обычно в случае
смещения плавучего основания или другой аварийной ситуации, при которой возможно удаление плавучего основания от места
расположения скважины.
3.1.42аварийное быстрое отсоединение (emergency quick-disconnect)
автоматическое срабатывание аварийного закрытия скважины с последующим автоматическим
отсоединением райзера
3.1.43аварийное закрытие скважины (emergency shutdown)
управляемая последовательность событий, которая обеспечивает защиту скважины от случайного сброса
углеводородов в окружающую среду, т.е. закрытие барьерных элементов
3.1.44нагрузки от воздействия окружающей среды (environmental loads)
нагрузки, возникающие от воздействия факторов окружающей среды
ПРИМЕРЫ
Волны, течение и ветер.
3.1.45герметизация от окружающей среды (environmental seal)
внешнее находящееся под давлением уплотнение на рабочих поверхностях контактов соединителя
ПРИМЕЧАНИЕ
Такое уплотнение обычно отделяет среду под давлением от окружающей среды.
3.1.46производитель (fabricator)
физическое лицо или организация, которая берет на себя ответственность за изготовление райзерных
систем C/WO в соответствии с требованиями настоящей части ISO 13628
3.1.47заводские приемочные испытания (factory acceptance test, FAT)
испытания, проводимые изготовителем для проверки соответствия заказанного оборудования
предусмотренным функциональным и эксплуатационным требованиям
3.1.48отказобезопасный (fail-safe)
термин, применяемый к оборудованию или системе, разработанным таким образом, что в случае отказа
или повреждения любой части системы, устройства срабатывают автоматически для стабилизации или
обеспечения безопасности функционирования
3.1.49отказ (failure)
событие, приводящее к возникновению нежелательных условий, т.е. потере работоспособности
компонента или системы, или ухудшению функциональных возможностей, приводящих к существенному
снижению безопасности оборудования, персонала или окружающей среды
ПРИМЕР
Повреждение конструкции (чрезмерная пластическая деформация, потеря устойчивости,
разрушение, утечка) или эксплуатационные ограничения (защищенная длина секции скольжения, зазор).
3.1.50вспомогательный ротор (false rotary)
компонент, который расположен на буровом роторе и снабжен клиновым профилем для одинарной,
двойной или тройной насосно-компрессорной колонны
ПРИМЕЧАНИЕ
использования клиньев.
Это позволяет подавать шлангокабель системы управления ремонтом скважины в буровой райзер без
3.1.51анализ на усталость (fatigue analysis)
типовой анализ на усталость с учетом напряжений и долговечности, с использованием кривых S-N и
установленных расчетных коэффициентов на усталость
3.1.52анализ развития усталостных трещин (fatigue crack growth analysis)
анализ развития трещин от принятого исходного размера дефекта под воздействием циклических
нагрузок
8
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ПРИМЕЧАНИЕ
Используется для определения требований к контролю изготовления и планов контроля при эксплуатации.
3.1.53анализ методом конечных элементов (finite element analysis)
численный метод анализа влияния динамических и статических нагрузок, разделением конструкции на
небольшие непрерывные элементы с заданными свойствами материала
ПРИМЕЧАНИЕ
Анализ может быть локальным или общим.
3.1.54гибкое соединение (flex joint)
многослойная металлическая и эластомерная конструкция, с центральным проходным отверстием
равного или большего диаметра относительно сопрягаемых труб или проходных диаметров, устанавливаемая в
колонне райзера для снижения местных напряжений изгиба
3.1.55плавучаябуровая (добычная) установка, судно (floating vessel)
плавучее сооружение, которое удерживается на плаву и позиционируется относительно морского дна с
использованием систем позиционирования
ПРИМЕЧАНИЕ
Обычно рассматриваются следующие типы систем позиционирования: якорные системы швартовки и системы
динамического позиционирования на базе подруливающих устройств. Могут рассматриваться комбинированные системы позиционирования.
ПРИМЕР
Полупогружные буровые основания и буровые суда.
3.1.56флюид (fluid)
газы, жидкости и пар в беспримесных фазах, а также их смеси
3.1.57квантиль (fractile)
p-квантиль (или процентиль) и соответствующее значение квантиля Xp определяется как F(Xp) = p, где F
– функция распределения для Xp
3.1.58оценкамеханикиразрушения (fracture mechanics assessment)
оценка и анализ, при котором определяются критические размеры дефектов при расчетных нагрузках
для определения живучести детали при трещинообразовании, т.е. при утечке или разрушении
3.1.59частотный интервал (frequency domain)
метод динамического анализа, основанный на том, что любой применимый неупорядоченный процесс
является надстройкой фундаментальных регулярных процессов
ПРИМЕЧАНИЕ
Анализ частотного интервала обычно связан с линейными системами.
3.1.60функциональная нагрузка (functional load)
нагрузка, определяемая физическим наличием райзерной системы и ее функционированием и
обслуживанием, исключая нагрузки от давления
3.1.61задир (galling)
холодная сварка контактирующих поверхностей материала вследствие вырывания материала во время
последующего скольжения/вращения
ПРИМЕЧАНИЕ Задир является результатом скольжения металлических поверхностей при высоких упорных нагрузках.
Образование задиров обычно может быть связано с недостатком смазки между контактирующими поверхностями. Целью смазочного
материала является минимизация контакта металл-к-металлу и обеспечение хорошего скольжения поверхностей. Другим способом
предупреждения образования задиров является снижение упорных нагрузок или уменьшения пути скольжения.
3.1.62уплотнение (gasket)
деформируемый материал (или комбинация материалов), предназначенный для зажатия между
фланцами для предотвращения утечки флюида
3.1.63карданный шарнир (gimbal)
устройство, соединенное со спайдером и секцией райзера, и позволяющее райзеру поворачиваться
вокруг горизонтальной оси, снижая, таким образом, изгибающие моменты, которые могут, в противном случае,
возникнуть в результате крена/наклона плавучего основания
9
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.64общий анализ (global analysis)
анализ полной колонны райзера от морского дна (устья скважины) до верхнего привода, включая
систему натяжения райзера, использующий балочный элемент
ПРИМЕЧАНИЕ
Путем общего анализа определяются изгибающие моменты и распределение фактического натяжения в
колонне райзера при воздействии функциональных нагрузок, перемещений плавучего основания и нагрузок от воздействия факторов
окружающей среды.
3.1.65общая потеря устойчивости (global buckling)
эластичная потеря устойчивости по Эйлеру (Euler)
3.1.66толщина пакета (grip length)
совокупная толщина всех элементов, стягиваемых вместе болтами и гайками, включая шайбы,
прокладки и элементы соединения
3.1.67макроскопическая неоднородность структуры (gross structural discontinuity)
неоднородность структуры или материала, которая оказывает влияние на распределение напряжений
или деформаций по всей толщине стенки в месте значимой зоны
ПРИМЕР
Соединение концов труб, соединение трубы и соединителя, соединение двух труб разных
диаметров, толщины стенки или материала, или соединение трубы с элементом жесткости.
3.1.68в подвешенном состоянии (hang-off)
райзер, отсоединенный от морского дна
ПРИМЕЧАНИЕ
Подвешенное состояние обычно отличается от отсоединенного состояния. Отсоединенное состояние – это
нормальное условие непосредственно после отсоединения райзера. Подвешенное состояние обычно относится к райзеру, подвешенному на
роторном столе.
3.1.69зона термического влияния (heat-affected zone)
область вокруг сварного шва, которая подверглась влиянию сварки
3.1.70вертикальная качка (heave)
перемещение плавучей буровой установки в вертикальном направлении
3.1.71горизонтальная устьевая елка (horizontal tree)
подводная устьевая елка с эксплуатационной арматурой и арматурой кольцевого пространства,
расположенными за пределами елки, где трубодержатель насосно-компрессорных труб или дублирующий
трубодержатель насосно-компрессорных труб установлен после устьевой елки
3.1.72гидравлический соединитель (hydraulic connector)
механический соединитель с гидравлическим приводом
3.1.73гидродинамические нагрузки (hydrodynamic loads)
нагрузки, вызванные потоком, в результате относительного движения между райзером и окружающей
водой
3.1.74составной райзер(integral riser)
C/WO райзер составного типа – это райзер, в котором трубопроводы, находящиеся под давлением,
встроены в общую компоновку или секцию
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Составной райзер обычно классифицируется как райзер, заключенный в кожух, или без кожуха. Секция
составного райзера обеспечивает одновременную установку эксплуатационного трубопровода и трубопроводов межтрубного пространства.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Заключенный в кожух C/WO райзер может также содержать гидравлические управляющие линии внутри
конструкционного корпуса. Такой тип райзеров обычно используется в системах с предполагаемыми высокими растягивающими и
изгибающими нагрузками.
3.1.75трубный гибкий соединитель (jumper)
короткий отрезок гибкой трубы
3.1.76посадочная колонна (landing string)
все оборудование райзера выше трубодержателя насосно-компрессорных труб, которое полностью или
частично включено в блок превенторов, и до первого стандартного соединения райзера
10
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ПРИМЕЧАНИЕ
Для операций на скважинах под давлением посадочная колонна обычно состоит из инструментов для спуска
держателей насосно-компрессорных труб, подводной испытательной устьевой елки, срезающего переходника, удерживающей и
лубрикаторной арматуры. Для операций глушения скважины посадочная колонна обычно состоит из инструментов для спуска держателей
насосно-компрессорных труб и ориентирующего соединения трубодержателя насосно-компрессорных труб или скользящей секции.
3.1.77герметичность (leak-tight)
утечка, которая допускается для конкретного компонента
ПРИМЕЧАНИЕ
См. 6.4.11.5.
3.1.78подъемное устройство (lifting device)
инструмент, предназначенный для подъема
3.1.79анализ предельных значений (limit analysis)
метод, используемый для расчета прочности компонента, изготовленного из идеально (жесткого)
пластичного материала
3.1.80нагрузка (load)
физическое воздействие, которое вызывает напряжения и/или деформации в системе райзера
3.1.81случай нагружения (load case)
комбинация одновременно воздействующих нагрузок
3.1.82местная потеря устойчивости (local buckling)
случай потери устойчивости, вызывающий деформации поперечного сечения
ПРИМЕЧАНИЕ
Это может происходить, например, в результате избыточного давления (окружная потеря устойчивости) или
момента (образование складок), или их комбинации.
3.1.83воздействие нагрузки (load effect)
воздействие отдельной нагрузки или комбинации нагрузок на конструкцию, такое как напряжение,
растяжение, деформация, смещение, движение, и т.п.
3.1.84низкочастотное колебание плавучего основания (low-frequency vessel motion)
вызванное колебание при частоте ниже частоты волны, обычно с периодом от 30 с до 300 с
3.1.85нижний соединительный узел райзера (lower marine riser package, LMRP)
верхняя секция двухсекционного подводного блока превенторов, состоящая из гидравлического
соединителя, кольцевого BOP, шарового/гибкого соединения, переходника райзера, соединительных шлангов
дроссельной линии, линии глушения скважины и вспомогательных линий, и подводных управляющих модулей
ПРИМЕЧАНИЕ
LMRP связан с блоком BOP.
3.1.86нижний узел райзера (lower riser package)
подводный блок оборудования, который образует часть нижнего соединительного узла райзера для
ремонтных работ в скважине и обычно включает WCT-BOP и инструмент для спуска устьевой елки
3.1.87нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в скважине (lower workover riser
package)
самый нижний блок оборудования в колонне райзера, сконфигурированного для подводных работ по
монтажу/ремонту, включающий любое оборудование между силовой секций райзера и подводной устьевой
елкой, и обычно состоящий из нижнего узла райзера и блока аварийной расстыковки
ПРИМЕЧАНИЕ
Нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в скважине позволяет управлять скважиной и
обеспечивает безопасное условие работы во время операций с инструментами на гибких трубах/кабеле и операций по обслуживанию
скважины.
3.1.88лубрикаторная арматура (lubricator valve)
блок трубопроводной арматуры, обычно расположенный ниже надводной устьевой елки и используемый
для изоляции продуктивного пласта от окружающей среды при установке длинных сборок инструментов на
кабеле/гибких трубах
11
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.89техническое обслуживание (maintenance)
совокупный набор мероприятий, выполняемых в период эксплуатации райзера для поддержания его
функционирования
3.1.90инструмент для свинчивания (make-up tool)
инструмент, предназначенный для обеспечения свинчивания соединителей секций райзера
3.1.91изготовитель (manufacturer)
физическое лицо или организация, которая берет на себя ответственность за изготовление райзерных
систем C/WO в соответствии с требованиями настоящей части ISO 13628
ПРИМЕЧАНИЕ
Изготовитель под свою ответственность может привлекать одного или нескольких субподрядчиков для
выполнения вышеуказанных работ.
3.1.92технические условия на технологию изготовления (manufacturing procedure specification)
документ, подготовленный изготовителем для демонстрации того, что могут быть обеспечены и
проконтролированы заданные характеристики в ходе предложенного технологического маршрута
3.1.93среднее статическое смещение <плавучей буровой установки >(mean static offset)
среднее статическое смещение включает статическое смещение под действием постоянного воздействия
течения, ветра и волн, смещение под действием низкочастотных колебаний и активного позиционирования
плавучей буровой установки
3.1.96давлениезаводского/ FAT испытания (mill/FAT test pressure )
давление гидростатического испытания компонентов райзера после завершения изготовления и сборки
для испытания компонентов райзера на прочность и/или герметичность
3.1.97номинальное значение (nominal value)
размеры, указанные на чертежах и в технических условиях
3.1.98несоставной райзер (non-integral riser)
райзер, состоящий из отдельных независимых эксплуатационных и кольцевых колонн или каналов
ПРИМЕЧАНИЕ
Райзер такого типа обычно устанавливается с соединениями, расположенными в шахматном порядке, чтобы
обеспечить использование типовых спускоподъемных инструментов для насосно-компрессорных или бурильных труб для свинчивания
соединений. Механическая фиксация трубных секций в собранном виде обеспечивает упрощение обслуживания и некоторую
конструкционную жесткость. Несоставной C/WO райзер может относиться к двум типам: райзер из бурильных труб и райзер из насоснокомпрессорных труб.
3.1.99размах напряжений в надрезе (notch stress range)
сумма размаха основных напряжений, размаха дополнительных напряжений и размаха пиковых
напряжений, образующая размах суммарных напряжений (см. Приложение С), используемая для оценки
усталости несварных деталей
3.1.100рабочий диапазон (operating envelope)
ограниченный диапазон параметров, в рамках которого работа будет выполняться в условиях надежного
и соответствующего требованиям технического состояния оборудования
3.1.101рабочий режим (operating mode)
условие, обусловленное использованием и областью применения оборудования или системы райзера
ПРИМЕЧАНИЕ
К типовым рабочим режимам относятся установка компонентов райзера, спуск/подъем, посадка/соединение,
натяжение для проверки фиксации, испытание системы под давлением, нормальная эксплуатация, надводное закрытие, подводное закрытие,
разъединение, подвешивание, натяжение для извлечения трубодержателя насосно-компрессорной колонны, отказ системы динамического
позиционирования, отказ системы натяжения и отказ якорной системы или якорных оттяжек
3.1.102некруглость (out-of-roundness)
отклонение замкнутого контура от формы окружности
ПРИМЕЧАНИЕ
Это может быть овальность, т.е. эллиптическое поперечное сечение, либо местное нарушение окружности, т.е.
сплющивание. Численное определение некруглости и овальности одинаково.
3.1.103овальность (ovalization)
отклонение замкнутого контура от формы окружности, при котором поперечного сечение принимает
форму эллипса
12
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.104квалифицированный персонал (qualified personnel)
работники с характеристиками или способностями, приобретенными теоретически и в процессе
обучения и/или обладающие практическим опытом, достаточным для соответствия требованиям, установленным
изготовителем
3.1.105пиковое напряжение (peak stress)
часть напряжения, которое является добавочными относительно основных и дополнительных
напряжений при создании общего напряжения
ПРИМЕЧАНИЕ
Пиковые напряжения не приводят к каким-либо значительным деформациям и, в комбинации с основными и
дополнительными напряжениями, имеют значение только для усталости и хрупкого разрушения.
3.1.106шаг (pitch)
номинальное расстояние между двумя смежными впадинами или вершинами резьбы
3.1.107основная нагрузка (primary load)
нагрузка, которая не зависит от деформации конструкции райзера и создает внутренние усилия,
необходимые для соблюдения закона статического равновесия
ПРИМЕЧАНИЕ
пластической деформации.
Внутреннее усилие действует при условии приложения нагрузки и не снижается в случае возникновения
ПРИМЕР
плавучесть райзера.
Внутреннее давление, наружное гидростатическое давление, собственный вес, содержимое и
3.1.108основное напряжение (primary stress)
напряжение, которое удовлетворяет законам статического равновесия давления, внешней силы и
момента (т.е. воздействия нагрузок)
ПРИМЕЧАНИЕ 1 В отношении механического поведения конструкции, основной характеристикой напряжения такого типа
является то, что в случае (недопустимого) увеличения внешней нагрузки значительно увеличиваются деформации в результате полной
пластификации сечения без самоограничения.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 В отношении основных напряжений, делается различие между поверхностным напряжением и изгибающим
напряжением с учетом их распределения в поперечном сечении, определяющем поведение под нагрузкой. Основное поверхностное
напряжение определяется как среднее значение соответствующих напряжений компонентов, распределенное в сечении, определяющем
поведение под нагрузкой. Основное изгибающее напряжение определяется как основное напряжение, линейно распределенное вдоль
рассматриваемого сечения и пропорциональное расстоянию от нейтральной оси.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 В отношении распределения поверхностного напряжения вдоль стенки, делается различие между общим
основным поверхностным напряжением и локальным основным поверхностным напряжением. Поверхностные напряжения, возникающие в
результате значительной конструкционной неоднородности (например, встроенных устройств), рассматриваются как локальные.
3.1.109технологическое закрытие (process shutdown)
управляемая последовательность событий, обеспечивающая защиту скважины от случайного попадания
углеводородов в окружающую среду
3.1.110рычажное воздействие (prying)
увеличение внешней нагрузки с помощью псевдо-рычажного действия, когда нагрузка является
эксцентрической растягивающей нагрузкой
3.1.111короткий патрубок (pup joint)
секция трубы или насосно-компрессорной трубы короче стандартной длины
3.1.112покупатель (purchaser)
организация, которая приобретает райзерную систему C/WO от имени и по поручению потребителя
и/или оператора или для своих собственных целей
3.1.113накапливающаяся деформация (ratcheting)
развивающаяся неупругая деформация, возникающая в компоненте, который подвергается
изменяющимся механическим напряжениям, термическим напряжениям или их комбинации (накапливающаяся
деформация под действием термических напряжений частично или полностью вызывается термическим
напряжением)
13
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ПРИМЕЧАНИЕ
Накапливающаяся деформация приводит к пластической деформации, увеличивающейся за каждый цикл
примерно на одинаковую величину и быстро достигающей недопустимого значения.
3.1.114катушка повторного ввода (re-entry spool)
самая верхняя часть подводной устьевой елки, с которой соединяется райзер C/WO для обеспечения
вертикального доступа в скважину, или самая верхняя часть нижнего соединительного узла райзера, к которому
присоединен соединитель блока аварийной расстыковки, для обеспечения отдельной точки расстыковки
3.1.115сопротивление (resistance)
механическая характеристика компонента, поперечного сечения или элемента конструкции, например,
сопротивление изгибу, сопротивление локальной потере устойчивости
3.1.116оператор амплитуды отражения (response amplitude operator, RAO)
соотношение между амплитудой подъема волновой поверхности и амплитудой ответной реакции
плавучейбуровой установки, и запаздывание по фазе между ними
3.1.117удерживающая арматура (retainer valve)
компоновка трубопроводной арматуры в райзере C/WO, используемая для удерживания флюида в
райзере, не допуская, таким образом, его попадания в окружающую среду во время операций расстыковки
райзера
ПРИМЕЧАНИЕ
Обычно располагается непосредственно над местом расстыковки.
3.1.118период повторяемости (return period)
средний промежуток времени между наступлениями данного события
ПРИМЕЧАНИЕ
Противоположностью периоду повторяемости является статистическая вероятность, с которой событие
случается в любом заданном году.
3.1.119расстыковка райзера (riser disconnect)
операция освобождения соединителя райзера
ПРИМЕР
Отсоединение блока аварийной расстыковки от нижнего соединительного узла райзера и/или
отсоединение райзера от подводной испытательной устьевой елки.
3.1.120секция райзера (riser joint)
секция, состоящая из трубного элемента (трубных элементов) с соединителями райзера на концах
ПРИМЕЧАНИЕ
Длина секции райзера обычно составляет от 9,14 м до 15,24 м (от 30 фут до 50 фут). Укороченные секции,
короткие секции, также могут использоваться для обеспечения необходимого пространства во время спуска подводной устьевой елки,
трубодержателя насосно-компрессорных колонн или при проведении операций по ремонту скважины.
3.1.121модель райзера (riser model)
конструкционная модель, определяемая промысловыми табличными данными райзера, описывающими
конкретный райзер, и используемая для общего анализа райзерной системы
3.1.122труба райзера (riser pipe)
бесшовная труба, которая образует основной канал секции райзера
ПРИМЕР
Труба райзера – это канал для направления потока добываемого флюида от скважины к надводной
елке.
3.1.123райзерная система (riser system)
включает райзер и все встроенные компоненты, включая подводное и надводное оборудование
ПРИМЕР
При работе с трубодержателем насосно-компрессорных труб система включает все элементы от
трубодержателя до верхнего привода; при работе с елкой система включает все элементы от устья скважины до верхнего
привода.
3.1.124роторный стол (rotary table)
устройство, используемое для приложения крутящего момента к бурильной колонне во время бурения,
и обычно расположенное в центральной части пола буровой установки
ПРИМЕЧАНИЕ
14
Может вращаться и удерживать противоизносную втулку или спайдер.
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.125инструмент для спуска (running tool)
специальный инструмент, используемый для спуска оборудования в скважину
ПРИМЕР
компрессорных трубах.
Инструмент для спуска на кабеле или различные типы инструментов для спуска на насосно-
3.1.126диаграмма разброса волн (wave scatter diagram)
таблица, описывающая состояние моря, выраженное в значениях характерной высоты волны и пикового
периода волны, или среднего периода колебания волны
3.1.127уплотнение (seal)
барьер для предотвращения прохождения флюидов
3.1.128бесшовная труба (seamless pipe)
трубное изделие без сварных швов, изготовленное в процессе деформирования в горячем состоянии с
использованием процесса экструдирования или волочения, после которых возможны калибровка размеров или
доводка в холодном состоянии для придания необходимых форм, размеров и характеристик
3.1.129дополнительная нагрузка (secondary load)
нагрузка, создаваемая структурной деформацией (или ее предупреждением) в райзере, которая
необходима для соблюдения законов совместимости механического напряжения и деформации
ПРИМЕЧАНИЕ
Внутренние усилия, создаваемые дополнительной нагрузкой, снижаются при возникновении пластической
деформации. Дополнительные нагрузки не принимаются во внимание, если они не влияют на прочность детали/элемента при приложении
других нагрузок. Примером является предварительный натяг болтов на фланцах. При сборке фланца прикладываемый инструментом
момент/натяжение является основным, но после свинчивания остаточное предварительное нагружение является дополнительным.
ПРИМЕР
Примером дополнительной нагрузки является изгиб C/WO райзера во время эксплуатации внутри
бурового райзера, обусловленный углом наклона шарового соединения. Изгибающие моменты, превышающие в этом случае
предел текучести, обычно не приводят к избыточной пластической деформации и отказу. Другими примерами являются
разница температур в связанных секциях и остаточные напряжения после сварки.
3.1.130дополнительное напряжение (secondary stress)
напряжения, возникающие в результате ограничений из-за геометрической неоднородности,
использования материалов с различными модулями упругости при различных нагрузках из-за ограничений,
связанных с различными уровнями теплового расширения, или нагрузки (предварительной нагрузки) при сборке,
которые не ухудшают уплотнительные характеристики соединителя
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Дополнительными напряжениями считаются только напряжения, которые линейно распределяются по
толщине. Для нелинейно распределенных напряжений к дополнительным относятся напряжения, эквивалентные линейному распределению.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Что касается механического поведения конструкции, основной характеристикой дополнительных напряжений
является то, что они ведут к пластической деформации при компенсации различных локальных деформаций в случае превышения предела
текучести. Характеристикой дополнительного напряжения является его самоограничение, т.е. локальная деформация приводит к
ограничению напряжения.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Дополнительные напряжения могут быть поверхностного или изгибающего типа.
ПРИМЕЧАНИЕ 4 Изгибающие напряжения, возникающие в результате значительной конструкционной неоднородности и
действующие в поперечном сечении стенки трубы, классифицируются как дополнительные напряжения.
3.1.131безопасный статус (secure status)
установление двух независимых барьеров между продуктивным пластом и окружающей средой
3.1.132срок эксплуатации (service life)
период времени, в течение которого оборудование работает в установленных проектных условиях, т.е.
время активной эксплуатации, за исключением периода хранения
ПРИМЕЧАНИЕ
Срок эксплуатации составляет обычно небольшую часть проектного срока службы.
3.1.133срезающая арматура (shearing valve)
задвижка или шаровой кран, предназначенные для срезания троса или гибкой трубы, которые могут
загерметизировать ствол
15
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.134секция скольжения (slick joint)
специальная секция райзера, предназначенная для предотвращения
управляющего шлангокабеля в месте их прохождения через роторный стол
ПРИМЕЧАНИЕ
повреждения
райзера
и
Обычно включается в C/WO райзеры и иногда называется “упрочненная противоизносная секция”.
3.1.135кривая S-N (S-N curve)
графическое представление зависимости числа циклов до разрушения, N, от усталостной прочности, S
ПРИМЕЧАНИЕ
Известна также как кривая Вёлера (Wöhler).
3.1.136работа в присутствии сернистых соединений (sour service)
условия работы при проектном давлении с содержанием H2S выше минимума, установленного в ISO
15156 (все части)
3.1.137заданный минимальный предел текучести (specified minimum yield strength)
минимальный предел текучести при комнатной температуре, предусмотренный техническими
условиями или стандартом, в соответствии с которыми поставляется материал
3.1.138спайдер (spider)
устройство с выдвижными захватами или зажимами, используемое для удерживания райзера на упоре
верхнего соединителя во время установки райзера
ПРИМЕЧАНИЕ
Спайдер устанавливается на вкладыше ротора или в роторном столе. Он обеспечивает точку подвески
составного райзера C/WO. Некоторые спайдеры будут закрепляться через соединительные отверстия вкладыша ведущей трубы в главном
вкладыше. При установленных штифтах, спайдер может воспринимать крутящий момент. Для несоставных райзеров вместо спайдеров
используются клинья для насосно-компрессорных труб
3.1.139зона периодического смачивания (splash zone)
часть райзера, подвергающаяся периодическому смачиванию морской водой и высушиванию
3.1.140стыковочный узел (stab)
муфтово-ниппельный узел, который обеспечивает герметичность соединения двух труб
ПРИМЕЧАНИЕ
Для удержания муфты и ниппеля в зацеплении обычно используется внешний механизм. Например,
стыковочные узлы межтрубного пространства трубной секции райзера могут удерживаться в состыкованном положении путем свинчивания
муфты райзера.
3.1.141стыковочный переводник (stab sub)
ниппельный элемент механизма уплотнения между сопряжениями компонента
ПРИМЕЧАНИЕ
Стыковочные переводники могут использовать эластомерные или металлические уплотнения, или и те и
другие.
3.1.142прочность (strength)
механическая характеристика материала, обычно выражаемая в единицах измерения напряжений
3.1.143коэффициент концентрации напряжений (stress concentration factor, SCF)
локальное пиковое знакопеременное напряжение в компоненте (включая сварные швы), деленное на
номинальное знакопеременное напряжение в стенке трубы в месте размещения компонента
ПРИМЕЧАНИЕ
Этот коэффициент используется для расчета увеличения напряжений, вызываемого геометрическими
концентраторами напряжений, которые возникают в компонентах райзера.
3.1.144коэффициент интенсивности напряжений (stress intensity factor)
и натяжения вокруг вершины трещины с точки зрения общих параметров, таких как нагрузки, геометрия и
размер трещины
16
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.145силовая секция (stress joint)
специальная секция райзера клиновидного сечения, предназначенная для контроля изгиба и снижения
локальных изгибающих напряжений
ПРИМЕЧАНИЕ
Это самая нижняя секция райзера в райзерной колонне, предназначенной для ремонта скважины.
3.1.146размах напряжения (stress range)
разница между максимальным и минимальным значениями напряжения в цикле напряжений
3.1.147ход (stroke)
общие вертикальные перемещения райзера вверх и вниз относительно плавучего основания, т.е.
перемещение системы натяжения райзера, буровой лебедки и секции скольжения
ПРИМЕЧАНИЕ
Он включает воздействие нагрузок от окружающей среды, функциональных нагрузок (т.е. верхнее натяжение,
температура и среднее статическое смещение плавучего основания) и давление
3.1.148подводная испытательная устьевая елка (subsea test tree)
компоновка трубопроводной арматуры, расположенная над инструментом для спуска трубодержателя
насосно-компрессорных труб, который установлен внутри подводного BOP, и эквивалентная нижнему
соединительному узлу райзера для ремонтных работ в скважине
ПРИМЕЧАНИЕ
Используется для обеспечения безопасности скважины и предусматривает узел расстыковки для райзера
C/WO. Подводная испытательная устьевая елка может быть скомпонована для работы на горизонтальных или вертикальных устьевых елках.
3.1.149подводная устьевая елка (subsea tree)
компоновка трубопроводной арматуры, соединенная с самым верхним соединением подводного устья
скважины и используемая для управления дебитом скважины
3.1.150подводное устье скважины (subsea wellhead)
компоновка устья скважины, используемая при выполнении операций бурения и заканчивания,
предусматривающая блокировку и герметизацию подводного блока BOP и подводной устьевой елки
3.1.151надводная елка (surface tree)
устройство, обеспечивающее регулирование дебита и/или контроль межколонного пространства во
время выполнения операций установки трубодержателя насосно-компрессорных труб и подводной елки и
ремонтных работ в скважине
ПРИМЕЧАНИЕ
Может предусматривать удерживание массы райзерной системы C/WO.
3.1.152переходное соединение надводной елки (surface tree adapter joint)
переходник со стандартного соединителя секций райзера на соединитель в нижней части надводной елки
ПРИМЕЧАНИЕ
Конфигурация проходного канала совместима со стандартным соединителем секций райзера. Обычно это
специальное соединение монтируется на надводной елке до ее установки.
3.1.153упорный торец (support shoulder)
выступ или рельеф на внешней поверхности соединителя или компонента райзера для удерживания
райзерной системы или оборудования контроля скважины во время операций установки райзера
3.1.154продольное рыскание (surge)
перемещение плавучейбуровой устновки вдоль продольной оси
3.1.155пульсирующее давление (surge pressure)
давление, возникающее за счет внезапных изменений скорости движения флюидов внутри райзера
3.1.156поперечное рыскание (sway)
перемещение плавучейбуровой установки вдоль поперечной оси
3.1.157испытание системы под давлением (system pressure test)
промысловое гидростатическое испытание всей системы райзера на герметичность при повышенном
давлении после завершения установки и перед началом эксплуатации
17
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.158давление испытания системы (system test pressure)
давление испытания, приложенное к райзеру во время промыслового испытания райзерной системы
C/WO под давлением, после завершения установки и перед началом эксплуатации
3.1.159минимальная проектная температура металла (minimum design metal temperature)
наиболее низкая температура металла, которая может иметь место в процессе эксплуатации, обычно
принимаемая как наиболее низкая температура флюида, с которым может контактировать райзер в рабочих
условиях
3.1.160комнатная температура (room temperature)
температура в диапазоне от 4 °C до 40 °C (от 40 °F до 104 °F), т.е. температура, соответствующая
условиям испытания материала
3.1.161натяжная секция (tension joint)
специальная секция райзера предназначенная для натяжения C/WO райзера с помощью системы
натяжения плавучейбуровой устновки во время ремонтных работ в скважине в открытом море
ПРИМЕЧАНИЕ
При использовании натяжная секция располагается под секцией скольжения, которая предусматривает
возможность крепления натяжного устройства к райзеру.
3.1.162натяжное кольцо (tension ring)
место крепления натяжных тросов на натяжной секции плавучейбуровой установки
3.1.163 система натяжения (tensioner system)
устройство, которое обеспечивает близкое к постоянному значению натяжение райзерной колонны при
компенсации относительного вертикального перемещения (хода) между плавучей буровой устновкой и верхом
установленной колонны райзера
3.1.164временная область (time domain)
промежуток времени, пошаговая имитация реакции райзера
ПРИМЕЧАНИЕ
Обеспечивает возможность моделирования гидродинамической и структурной нелинейности.
3.1.165райзер верхнего натяжения (top tensioned riser)
вертикальный или близкий к вертикальному райзер, удерживаемый за счет верхнего натяжения в
комбинации с граничными условиями, которые позволяют относительное перемещение райзера/плавучего
основания в вертикальном направлении и ограничен в горизонтальном перемещении плавучейбуровой устновки
на одной или нескольких площадках
3.1.166инструмент для спуска устьевой елки (tree running tool)
устройство, используемое для спуска и посадки подводной устьевой елки на подводное устье скважины
3.1.167насосно-компрессорная труба (tubing)
труба, используемая в скважине для подачи флюида из продуктивного пласта скважины в подводную
устьевую елку
3.1.168трубодержатель насосно-компрессорных труб (tubing hanger)
компонент, используемый для удерживания насосно-компрессорной колонны при заканчивании
скважины
ПРИМЕЧАНИЕ
Обычно используется для герметизации и изоляции затрубного пространства от окружающей среды.
3.1.169инструмент для спуска трубодержателя насосно-компрессорных труб (tubing hanger running
tool)
устройство, используемое для спуска, посадки и крепления трубодержателя насосно-компрессорных
труб внутри устьевого оборудования, трубной катушки или подводной елки.
3.1.170райзер из насосно-компрессорных труб (tubing riser)
райзер, который состоит из одной или нескольких независимых насосно-компрессорных колонн и
гидравлического управляющего шлангокабеля
ПРИМЕЧАНИЕ
При использовании двух и более насосно-компрессорных колонн, они могут оставаться либо независимыми
друг от друга, либо скрепляются вместе с использованием зажимных устройств соответствующего типа. Гидравлический управляющий
шлангокабель при спуске обычно закрепляется на одной из насосно-компрессорных колонн или связывается с ней.
18
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.1.171шлангокабель (umbilical)
гибкий шланг, состоящий из групп электрических кабелей, оптоволоконных кабелей, шлангов,
трубопроводов или их комбинаций, соединенных вместе для гибкости и заключенных в оболочку и/или
армированных
для
обеспечения
механической
жесткости,
используемый
для
передачи
гидравлических/электрических сигналов к источнику питания и от него к дистанционной станции
3.1.172хомут шлангокабеля (umbilical clamp)
хомут, используемый для крепления шлангокабеля (шлангокабелей) к секции райзера
3.1.173потребитель и/или оператор (user and/or operator)
организация, которая использует и эксплуатирует райзерную систему C/WO
3.1.174верификация (verification)
контроль для подтверждения соответствия деятельности, продукта или услуги установленным
требованиям
3.1.175среднее смещение плавучей буровой установки, судна (vessel mean offset)
смещение, вызванное установившимися силами течения, ветра и волн
3.1.176смещение плавучей буровой установки (vessel offset)
общее смещение плавучего основания, с учетом среднего смещения плавучего основания, колебаний с
частотой волны и низкочастотного колебания плавучего основания под действием ветра и волн
3.1.177вертикальная елка (vertical tree)
подводная елка с несколькими или концентрическими проходами и эксплуатационной арматурой,
установленной на вертикальном проходе елки, где трубодержатель насосно-компрессорных труб установлен до
елки
3.1.178вибрация, вызванная вихреобразованием (vortex-induced vibration)
линейные и поперечные колебания райзера, как результат периодического образования вихрей,
вызванных течением
3.1.179колебания с частотой волны (wave frequency motion)
колебания плавучей буровой установки основания с частотой набегающих волн
3.1.180противоизносная втулка (wear bushing)
втулка, устанавливаемая в роторном столе, чтобы обеспечить гладкую боковую опору райзеру для
ремонтных работ в скважине на уровне пола буровой установки
3.1.181заканчивание скважины (well completion)
операции, включающие спуск насосно-компрессорной колонны, перфорацию скважины и опробование
скважины
3.1.182BOP длятроса/гибкихтруб (wireline/coiled tubing BOP ,WCT-BOP)
Подводный BOP, расположенный в верхней части подводной елки, для обеспечения выполнения работ с
использованием троса или гибких труб
ПРИМЕЧАНИЕ
Плашки WCT-BOP предназначены для срезания троса или гибких труб и одновременной герметизации
прохода.
3.1.183работа (work)
все виды деятельности, которые выполняются в соответствии с контрактом (контрактами),
обеспечиваемые проектировщиком, собственником, оператором, подрядчиком, изготовителем или
производителем
3.1.184райзер для ремонтных работ в скважине (workover riser)
присоединяемый райзер, который обеспечивает канал от подводной елки до поверхности и позволяет
прохождение инструментов при выполнении кратковременных ремонтных работ, и может быть извлечен в
сложных условиях окружающей среды
ПРИМЕЧАНИЕ
Исторически ремонтные работы всегда выполнялись в открытом море (т.е. для систем вертикальных елок), но
могут выполняться внутри бурового райзера, оборудованного достаточными барьерными элементами.
19
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3.2
Сокращения
ASTM ASTM International
BOP превентор
CTOD смещение раскрытия вершины трещины
C/WO заканчивание/ремонт скважины
EDP блок аварийной расстыковки
EN
Европейскийстандарт
FAT заводские приёмочные испытания
FMECA
анализ характера, последствий и важности отказов
GPS глобальная система позиционирования
внештатные ситуации и риски/опасность и работоспособность
HAZOP
HV
твёрдостьпошкалеВиккерса
IMO Международная морская организация
LMRP нижний соединительный узел райзера
MPI магнитопорошковая дефектоскопия
NA
не применимо
NDT неразрушающий контроль
OOR некруглость
PWHT термическаяобработкапослесварки
RAO операторамплитуднойхарактеристики
SCF коэффициентконцентрациинапряжений
SCSSV скважинная предохранительная арматура, управляемая с поверхности
SSC
сульфидное растрескивание под напряжением
UT
ультразвуковойконтроль
WCT-BOP
противовыбросовый превентор для троса/гибких труб
3.3 Символы
Ab,r
площадь сечения по впадине болта
Ab,s
площадь поперечного сечения болта под напряжением
Ac
площадьпоперечногосечениятрубы
Aint
площадь внутреннего поперечного сечения трубы
Ao
площадь наружного поперечного сечения трубы, обеспечивающая плавучесть при погружении
ATTS
площадь поперечного сечения образца для испытаний на растяжение
A5
удлинение при разрушении, выраженное в процентах; для образца при испытании на растяжение
с измерительной базой L0 = 5,65√ATTSили 5dd
20
a
глубина трещины поверхностного дефекта или половина глубины внутренней трещины
af
конечный размер трещины
a0
начальный размер трещины
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
a
характеристический предел усталости или пересечение расчетной кривой S-N с осью log N
a1
пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, левая часть кривой S-N
a2
пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, правая часть кривой S-N
a 1,thick пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, левая часть кривой S-N, с поправкой на размер
a 2,thick пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, правая часть кривой S-N, с поправкой на размер
C
параметр постоянной скорости роста трещины
Cf
коэффициентрасчетныхусловий
DFAT
усталостноеповреждение
DF
расчетный коэффициент на усталость
Dalign
соосность труба/соединитель (допуск выравнивания) по диаметру
Dclear
минимальный зазор смещения по диаметру
Ddrift
максимальныйпроходнойдиаметр
Dint
внутреннийдиаметртрубы
Dint,min минимальныйвнутреннийдиаметртрубы
Do
заданный или номинальный наружный диаметр трубы
Do,max максимальный наружный диаметр в любом поперечном сечении
Do,min минимальный наружный диаметр в любом поперечном сечении
DSN
накопленное долговременное усталостное повреждение или степень повреждения по закону
Майнера-Палмгрена (Miner-Palmgren)
DSN,ij
усталостное повреждение при состоянии моря, j, и направлении волн, i
Dweld
валик последнего слоя сварного шва (высота) от диаметра корня сварного шва
d
минимальный проходной диаметр
db
номинальный диаметр болта (основной внешний диаметр)
db,f
средний эффективный диаметр болта
dbh
диаметр отверстия под болт
dd
диаметр образца для испытаний на растяжение
dmax
максимальная глубина ниже поверхности под зачистку
dn
эффективный диаметр точки контакта опорной поверхности гайки
dnf
диаметр гайки между параллельными гранями
dt
эффективный диаметр контакта резьбы
E
модульупругости
e
несоосность (эксцентричность или несовпадение линий центров)
e0
несоосность (эксцентричность), учитываемая в данных S-N
eOOR,max
максимальная несоосность в результате отклонения от круглой формы
et,max
максимальная несоосность в результате различий толщины стенок
Fb
расчетный коэффициент трубы на разрыв от внутреннего давления
Fd
расчетный коэффициент
21
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Fhb
расчетный коэффициент окружной потери устойчивости трубы (смятия)
Fw,c
волновые нагрузки и нагрузки от течения
f (Sa,Im) плотность распределения Вейбулла (Weibull) для амплитуды напряжений, Sa,Im
fm
коэффициентуменьшенияразмаханапряжений
fs(S)
плотность распределения вероятности циклов напряжений
f0
начальнаяовальностьтрубы
g
ускорение свободного падения
Hs
высотахарактернойволны
Hwrf
зачистка валика корня сварного шва
h
разница по высоте между фактическим положением и контрольной точкой внутреннего
давления
I
моментинерциисечения
In
спектральный момент отклика n-ного порядка
Ipitch
шагрезьбы
I0
момент нулевого порядка диапазона напряжений
I2
момент второго порядка диапазона напряжений
i
суммирующий показатель
J
полярный момент инерции сечения
j
суммирующий показатель
ΔK
коэффициент интенсивности напряжений
KF
вращательная жесткость гибкой соединения
Km
теоретический коэффициент концентрации напряжений
Knotch
коэффициент концентрации напряжений в надрезе
ΔKth
диапазон коэффициента интенсивности пороговых напряжений ниже которого не происходит
рост усталостной трещины
k
число групп размахов напряжений (блоков)
kcg
показатель степени распространения трещины
k1
показатель толщины на предел усталости
Lc
зазор
LF
расчетнаяусталостнаядолговечность
LS
срок эксплуатации
LSO
статическое смещение плавучего основания
L0
измерительная база образца для испытаний на растяжение
lb
длина болтового крепления (расстояние между витками в зацеплении)
lse
длиназацепленияшпильки
Mbm
изгибающий момент
Mb,max максимальный крутящий момент при свинчивании
Mb,nom номинальный крутящий момент при свинчивании
22
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ΔMbm
диапазон изгибающих моментов
Mc
несущая способность при однократном изгибе
Mf
изгибающий момент, необходимый для изгиба C/WO райзера
MG
общий изгибающий момент, действующий ниже гибкого соединения райзера
Mpc
несущая способность трубы при изгибе до пластической деформации
MT
приложенный крутящий момент
m
отрицательный обратный наклон кривой S-N
m1
отрицательный обратный наклон кривой S-N, левая часть
m2
отрицательный обратный наклон кривой S-N, правая часть
N
число циклов до разрушения при постоянном размахе напряжений
Ni
число циклов до разрушения при постоянном размахе напряжений Siв каждой группе
напряжений (блоке) i
Np
расчетное число рабочих циклов до разрушения
N1
точкаперегибадвухлинейнойкривой S-N
N1,a
точка перегиба двухлинейной кривой S-N на воздухе или в некоррозионной среде
N1,sw
точка перегиба двухлинейной кривой S-N в морской воде с катодной защитой
ni
число появления событий в группе размаха напряжений i
nthr
число витков резьбы на дюйм
Pbr
среднее напряжение контактного давления
Pbs
основное изгибающее напряжение
Pl
локальное основное поверхностное напряжение
Pm
общее основное поверхностное напряжение
Psh
основное среднее касательное напряжение
pb
давление разрыва трубы от внутреннего давления
pb,min
минимальное внутреннее давление разрыва трубы
pc
давление окружной потери устойчивости (смятия) трубы
pc,min
минимальное давление окружной потери устойчивости (смятия) трубы
pec
величина однократного разрушающего давления, обусловленного эффектом концевой заглушки
pel
давление окружной потери устойчивости, при котором наступает упругая деформация (смятие)
в поперечном сечении трубы (нестабильность)
pel,min
минимальное давление окружной потери устойчивости, при котором наступает упругая
деформация (смятие) в поперечном сечении трубы (нестабильность)
pFAT
давлениеиспытаниягидростатического FAT
pint
внутреннее давление в контрольной точке
pint,d
внутреннеерасчетноедавление
pint,min минимальное внутреннее гидростатическое давление
pint,o
внутреннее рабочее давление
23
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
pl,int
локальное внутреннее давление в указанной точке
po
наружное давление в контрольной точке
pod
наружноерасчетноедавление
po,min
минимальное наружное гидростатическое давление
pp
давление окружной потери устойчивости, при котором наступает пластическая деформация
(смятие) в поперечном сечении трубы
pp,min
минимальное давление окружной потери устойчивости, при котором наступает пластическая
деформация (смятие) в поперечном сечении трубы
Qms
дополнительное поверхностное напряжение
Qs
дополнительное напряжение
qi
вероятность направления волны i
qj
вероятностьсостоянияморяj
Ra
среднее арифметическое значение шероховатости
Rc,test
предельная несущая способность (сопротивление)
Rd
расчетная несущая способность (сопротивление)
Rm
заданный минимальный предел прочности на растяжение при комнатной температуре
Rm/T
заданный минимальный предел прочности на растяжение при заданной температуре
Rnc
несущая способность при нормальном режиме эксплуатации
Rt0,5
заданный минимальный предел текучести для 0,5 % общего удлинения при комнатной
температуре
Rt0,5/T
заданный минимальный предел текучести для 0,5 % общего удлинения при заданной
температуре
Rt0,5/T,stud
заданный минимальный предел текучести для 0,5 % общего удлинения при заданной
температуре для шпильки
Rt0,5/T,tapped
заданный минимальный предел текучести для 0,5 % общего удлинения при заданной
температуре для материала резьбового отверстия
24
Ruc
пластическое смятие или предельная несущая способность
r
среднийрадиуструбы
rm
средний радиус сечения
rs
радиуссечения
S
размахнапряжений
Sa,lm
максимум локального напряжения (амплитуда)
Sb
изгибающий компонент размаха основного плюс дополнительного напряжений
Sd
эффектрасчетнойнагрузки
Sgs
размах напряжений геометрического концентратора напряжений
Si
постоянный размах напряжений в каждом блоке напряжений
Sm
поверхностный (средний) компонент размаха основного плюс дополнительного напряжений
Snotch
размах напряжений в надрезе
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
SP+Qs
размах основного плюс дополнительного напряжений
SP+Qs+F максимальный размах основного плюс дополнительного и пикового напряжений
S1
размах напряжений в точке перегиба (двухлинейной кривой S-N)
S1,thick размах напряжений с поправкой на толщину
Sσσ
спектральная плотность автокорреляционной функции отклика напряжения
Tb,max
максимальная предварительная нагрузка болта (натяжение) при свинчивании
Tb,min
минимальная предварительная нагрузка болта (натяжение) при свинчивании
Tb,nom номинальная предварительная нагрузка болта (натяжение) при свинчивании
Tc
предел прочности на растяжение при однократном нагружении
Te
эффективное натяжение
ΔTe
диапазон циклического эффективного натяжения
Teq
эквивалентное эффективное натяжение, вызванное изгибающим моментом
Te,tot
общее эффективное натяжение от морского райзера и райзера C/WO, воздействующее на гибкое
соединение
Tp
период пиковой волны
Tpc
прочность трубы на пластическое растяжение
Ttot
общаяосеваянагрузка
Tv
вертикальный компонент натяжения Te,tot
Tw
истинное натяжение стенки
Tz
период колебаний волны через нулевую точку
t
толщина стенки трубы
tca
припуск на коррозию/износ/эрозию
tfab
абсолютное значение минусового допуска из технических условий/стандарта на материалы
tn
номинальная (заданная) толщинастенки
tneg
процентное отношение минусового допуска толщины стенки
tn,max
максимальнаяноминальнаятолщинастенки
tn,min
минимальнаяноминальнаятолщинастенки
tpos
процентное отношение плюсового допуска толщины стенки
tref
контрольная толщина, равная 25 мм (0,984 дюйм) для сварных соединений и болтов (диаметр
напряжения)
t1
минимальная толщина стенки трубы без припусков и допусков изготовления в зависимости от
конкретных условий
t2
толщина стенки трубы без припусков
Vc
скоростьтечения
Vse
срезающее усилие, воздействующее на гибкое соединение в результате нагрузок от окружающей
среды на морской райзер и BOP
Vsh
общее срезающее усилие, воздействующее на гибкое соединение
25
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Vw
скорость волн
wBOP
вес BOP и LMRP в погруженном состоянии, включая содержимое каналов
we
эффективный (кажущийся) вес
wp
веструбы
xpca
допуск на соосность трубы/соединителя
Y
поправочный коэффициент интенсивности напряжений
Yu
коэффициент уменьшения предела прочности на разрыв при повышенной температуре
Yy
коэффициент уменьшения предела текучести при повышенной температуре
Z
пластический момент сопротивления сечения трубы
z
переменная в гамма-функции

масштабный коэффициент распределения Вейбулла (Weibull)
 bm
параметр податливости поперечного сечения трубы
L
линейныйкоэффициенттепловогорасширения
β
безразмерныйпараметрраспределенияВейбулла (Weibull)
β thr
половинауглапрофилярезьбы, равная 30° длярезьб UN
Γ (·)
гамма-функция
Γ (;) дополнительная неполная гамма-функция
γ(;)
неполнаягамма-функция
Δb
переходные потери болта для инструмента натяжения
δ1
горизонтальное расстояние между гибким соединением и заданной точкой
δ2
горизонтальное расстояние от центра тяжести до заданной точки
ε
разброспредварительнойнагрузкиприсвинчивании
εpeq
эквивалентнаяпластическаядеформация
εt
разброс значений прикладываемого крутящего момента при свинчивании
θdev
угол отклонения BOP и вертикальной оси корпуса устьевого оборудования высокого давления
относительно общей вертикальной оси
θB
угол верхнего шарового соединения морского райзера относительно вертикальной оси
отклонителя
θF
угол нижнего гибкого соединения морского райзера относительно вертикальной оси BOP
θG
общий угол нижнего гибкого соединения морского райзера относительно общей вертикальной
θW
основное направление волны
μn
коэффициент трения между гайкой и опорной поверхностью
μt
коэффициент трения между гайкой и резьбой болта
оси
статистический момент локального максимума
26

коэффициент Пуассона (Poisson)
0
средняя повторяемость перехода через нулевое значение отклика напряжения
0,S
средняя повторяемость перехода через нулевое значение для срока эксплуатации
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
 int
плотностьвнутреннегофлюида
o
плотность морской воды
σ
напряжение
σact
фактический средний (минимум три образца) предел текучести испытательных образцов при
температуре испытания
σb
изгибающее напряжение
σbr
среднее напряжение на упорной поверхности
σeq
эквивалентное напряжение по Мизесу (von Mises)
Δσeq
эквивалентный размах напряжений по Мизесу (von Mises)
σHS
напряжение конструкции в критической зоне
σint
напряжения на внутренней стороне секции/стенки
σm
поверхностное напряжение
σmax
максимальное циклическое основное напряжение
σmean
среднее циклическое напряжение
σmin
минимальное циклическое основное напряжение
σN
напряжениевнадрезе
σo
напряжениеснаружисечения/стенки
σSD
стандартное отклонение процесса отклика напряжения
статистический момент локального максимума
σu
предел прочности на растяжение для использования в расчетах при максимальной расчетной
температуре
σy
предел текучести для использования в расчетах при максимальной расчетной температуре
σ1, σ2, σ3
основные напряжения в направлениях 1, 2 и 3 соответственно
(Δσ )1, (Δσ )2, (Δσ )3
значения основных размахов напряжений в направлениях 1, 2 и 3
соответственно
(σbr)P+Qs
(σeq)P
среднее значение основного плюс дополнительного напряжения на упорном контакте
основное поверхностное напряжение по Мизесу (von Mises)
(σeq)Pm+Qms+Pbs сумма основного и дополнительного изгибающего напряжения по Мизесу (von Mises)
(Δσeq)P+Qs
размах основного плюс дополнительного напряжения по Мизесу (von Mises)
(σeq)Pl локальное основное поверхностное напряжение по Мизесу (von Mises)
(σeq)Pm общее основное поверхностное напряжение по Мизесу (von Mises)

время
τ rθ
среднее касательное напряжение
τss
продолжительность кратковременных состояний моря
(τsh) Pm среднее основное касательное напряжение
ØA5
коэффициент уменьшения пластичности
Ø
переменнаявгамма-функции
27
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ω SR
4
4.1
угловая частота отклика напряжения
Требования к системе
Назначение
Раздел 4 определяет требования к системе для райзерных систем C/WO.
4.2
Описание райзерных систем C/WO
Райзер для заканчивания скважин используется для спуска трубодержателя насосно-компрессорных
труб и насосно-компрессорной колонны черезбуровой райзер и BOP в ствол скважины. Райзер для ремонтных
работ в скважине обычно используется вместо бурового райзера для повторного входа в скважину через
подводную елку в открытом море, а также может использоваться для установки подводной елки. Райзер для
заканчивания скважины и ремонтных работ может быть общей системой с элементами, которые добавляются
или демонтируются в соответствии с решаемыми задачами.
Райзеры обоих типов предусматривают связь между стволом скважины и надводным оборудованием.
Оба выдерживают внешние нагрузки и нагрузки от давления и размещают инструменты для выполнения
необходимых операций. Райзер для заканчивания скважин подвергается таким внешним нагрузкам, как
изгибание бурового райзера, особенно на верхнем и нижнем соединениях (углы шарового/гибкого соединения).
Райзер для ремонтных работ в скважине подвергается нагрузкам от воздействия морской окружающей среды,
таким как гидродинамические нагрузки от волн и течений в дополнение к перемещениям плавучего основания.
4.3
Инженерно-техническая разработка системы
Инженерно-техническая разработка системы должна выполняться таким образом, чтобы все виды
конструкторской деятельности по райзерной системе C/WO соответствовали положениям настоящей части
ISO 13628, техническим условиям заказчика и законодательным и нормативным требованиям. Разработка
системы должна включать, как минимум, следующее:
 подготовка исходных данных для проектирования, см.11.3 и Приложение F;
 подготовка описания системы, см. 4.4;
 разработка системы, см. 4.5;
 согласование проекта системы, см. 4.6;
 верификация, см. 4.17.
Типичная блок-схема процесса инженерно-технической разработки показана на Рисунке 1.
28
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Исходные
данные для
проектирован
ия
Определение
системы
Проект
системы
Нет
Согласован
ие проекта
Да
Детальное
проектировани
е
Верификация
Нет
Да
Изготовление
ВХОД
Принципы проектирования
Принципы работы
Принципы безопасности
Требования к рабочим характеристикам
Функциональные требования к системе и
компонентам
Требования кВЫХОД
барьерной системе
Описание системы
Принципиальная схема системы
Режимы работы райзеров C/WO
Режимы работы системы управления
ВЫХОД
Системные чертежи
Проектные спецификации компонентов
Выбор материалов
Общий анализ райзера
Анализ характеристик системы управления
Проект программы испытаний
План внешних
ВХОДсопряжений
Определение системы
Проект системы
Основные принципы эксплуатации плавучего
основания
Основные принципы эксплуатации райзера
ВЫХОД
Анализ проекта
Производственная и технологическая
документации
ВХОД
Проектные спецификации компонентов
Анализ проекта
Производственная и технологическая
документация
ВХОД
Исполнительно-техническая документация
Производственная и технологическая документации
Верификация
Нет
Да
Маркировка,
хранение
и отгрузка
Контроль,
техобслуживание,
повторный анализ и
мониторинг
Испытания
Нет
Верификация
Да
Документация
Рисунок 1 — Типовая блок-схема процесса инженерно-технической разработки
4.4
Определение системы
Системное решение должно определять соответствие следующим требованиям:
а)
законодательные и нормативные требования;
б)
требования к барьерной системе; см. 4.11;
в)технические условия заказчика; см. Приложение F;
г) исходные данные для проектирования; см. 11.3 и Приложение F;
29
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
д)
принципы проектирования, см. 4.8;
е) принципы работы; см. 4.9;
ж)
принципы безопасности; см. 4.10;
з) требования к рабочим характеристикам; см. 4.13 и Приложение B;
и)
функциональные требования к системе и компонентам; см. 5.2 и 5.4.
Определение системы должно быть, как минимум, определено как:
 описание системы;
 принципиальная схема системы;
 режимы работы райзерной системы; см. 4.7.1;
 режимы работы системы управления ремонтными операциями; см. 4.7.2.
Проект системы
4.5
Проект системы должен быть основан на исходных данных для проектирования и определении системы.
Проект системы должен включать, как минимум, следующее:
 системные чертежи;
 проектные спецификации компонентов;
 выбор материалов; см. 6.4.3 и 7.2.1;
 общий анализ райзера; см. Раздел 6 и Приложение B;
 анализ системы управления ремонтными операциями, включая систему аварийного закрытия
скважины и время срабатывания расстыковки; см. 5.5.5 и 5.5.6;
 проект программы испытаний;
 план внешних сопряжений.
4.6
4.6.1
Согласование проекта системы
Общие положения
Систематическое согласование или анализ должны проводиться в соответствии с четко определенным
обоснованием анализа и должен включать следующее:

верификация системного соответствия;

оценка рисков.
4.6.2
Системное соответствие
Систематическое согласование должно проводиться для проверки соответствия райзерной системы
C/WO следующим требованиям:
30

законодательные и нормативные требования;

требования к барьерной системе; см. 4.11;

технические условия заказчика; см. Приложение F;

исходные данные для проектирования; см. 11.3 и Приложение F;

принципы проектирования; см. 4.8;

принципы работы; см. 4.9;

принципы безопасности; см. 4.10;
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

требования к рабочим характеристикам; см. 4.13;

функциональные требования к системе и компонентам; см. 5.2 и 5.4.
Оценка рисков
4.6.3
Оператор должен указать область оценки рисков и методы оценки рисков. Область оценки или анализа
должна отражать категорию критичности райзерной системы C/WO, категорию критичности операций и
предшествующий опыт использования аналогичных систем и операций.
Несмотря на то, что первоочередной задачей является целостность райзерной системы C/WO, оценка
рисков должна охватывать большую область, включая подводную скважину, буровой райзер и BOP, плавучее
основание, условия окружающей среды и сопряжения системы в верхней и нижней части райзера C/WO.
Целью оценки рисков должна быть идентификация возможных критических элементов, операций или
видов деятельности, которые могут создать или осложнить опасную ситуацию, и предусмотреть эффективные
корректирующие меры (например, проектными или технологическими инструкциями).
Количественная оценка риска может быть выполнена для оценки совокупного риска для здоровья и
безопасности, окружающей среды и активов, и обычно включает следующее:

идентификация источников опасности;

оценка вероятности случаев появления неисправностей;

сценарии развития аварий;

последствия и оценка рисков.
ПРИМЕЧАНИЕ
Следует отметить, что законодательство в некоторых странах требует проведения оценки рисков, как
минимум, на общем уровне, для определения критических сценариев, которые могут подвергать риску безопасность и надежность райзерной
системы C/WO. Другими методологиями идентификации потенциальных источников опасности являются анализ характера и последствий
отказа и исследование HAZOP.
Условия, которые могут определить необходимость системного рассмотрения и анализа рисков,
включают:

новые или нестандартные операции;

операции в новых зонах;

сооружениях;

операции, выполняемые на новых или модифицированных плавучих основаниях или
операции с использованием нового или модифицированного оборудования;

операции с привлечением подрядчика (подрядчиков), незнакомых с плавучими основаниями,
зоной или видом работы;

операции,
которые
признаны
представляющими
опасность
(например,
высокие
температуры/высокое давление, динамическое позиционирование, одновременное выполнение операций,
глубоководные операции или арктический климат).

4.7
4.7.1
Режимы работы
Райзерная система
Райзерная система C/WO обычно используется для выполнения следующих операций:

заканчивание скважины, т.е. спуск/подъем насосно-компрессорной колонны и трубодержателя
насосно-компрессорных труб через буровой райзер и BOP;

спуск/подъем подводной елки;

операции по выполнению ремонтных работ в скважине с использованием инструментов на
тросе/гибких трубах для доступа к эксплуатационной колонне или заколонному пространству.
31
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Типовая схема соединения райзера C/WO в режиме работы с елкой показана на Рисунке 2. В режиме
работы с трубодержателем насосно-компрессорных труб, типовая схема представлена на Рисунке 3, система
используется для спуска скважинного оборудования через буровой райзер и блок BOP. Типовые режимы работы
для вертикальных и горизонтальных елок приведены в Таблице 1.
Таблица 1 — Типовые режимы работы
Операция a
Режим работы с
трубодержателем
насосно-компрессорных
труб
Режим работы с
елкой
Заканчивание скважины
б+в
в
Работы в скважине — открытое море
NA
б+в
Работы в скважине — внутри бурового
райзера
б+в
NA
Капитальный ремонт скважины
б+в
в
a
Эти режимы работы являются типовыми для горизонтальных и вертикальных елок. Для существующих и
будущих конструкций елок могут применяться другие режимы работы.
б
Горизонтальная елка.
в
Вертикальная елка.
Типовые схемы каждого режима работы для обоих типов подводных елок показаны на Рисунках с 4 по 7.
4.7.2
Система управления ремонтными операциями
Режимы работы системы управления должны быть определены для каждого режима работы (т.е. с
трубодержателями насосно-компрессорных труб и с елкой) и последующих операций. Для каждого режима
должно быть определено следующее:

последовательности автоматического завершения работы и расстыковки,
последовательное время срабатывания, функции выдержки времени и функции блокировки;
включая

режим отказа функций управления, где применимо (т.е. закрытие при отказе или фактический
выход из строя);

тип функционирования (т.е. гидравлический, электрический, пневматический или ввод
химических реагентов);
32

номер линии, размер линии, вытесняемый объем и максимальное давление в линии;

расположение и тип контрольно-измерительных приборов;

точки ввода химических реагентов/метанола, давление и интенсивность подачи.
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
1
верхний привод
2
буровой переводник
3
натяжная рама надводной елки
4
устройство подачи гибкой
трубы
5
роликовый вкладыш
6
надводный BOP
7
надводная елка
8
переходное соединение
надводной елки
9
шлангокабель (к шланговому
барабану)
10
пол буровой установки
11
секция скольжения (защитная)
12
зона буровой шахты
13
натяжные тросы райзера
14
натяжная секция
15
стандартные секции райзера
16
силовая секция
17
устье скважины
18
блок аварийной расстыковки
19
направляющее основание
20
нижний узел райзера
21
подводная елка
22
морское дно
Рисунок 2 — Типовая схема общего расположения райзера C/WO — Режим работы с елкой
33
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
1
верхний привод
2
буровой переводник
3
натяжная рама надводной елки
4
надводное оборудование
5
отклонитель
6
надводная елка
7
шлангокабель (к шланговому
барабану)
8
секция скольжения
9
пол буровой установки
10
шаровое соединение
11
зона буровой шахты
12
телескопическая секция
13
натяжные тросы райзера
14
секции бурового райзера
15
стандартные секции райзера
C/WO
16
устье скважины
17
гибкое соединение
18
направляющее основание
19
LMRP
20
морское дно
21
BOP
Рисунок 3 — Типовая схема общего расположения райзера C/WO — Режим работы с
трубодержателем
34
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
a) "Заглушенная скважина"
б) "Скважина под давлением"
Обозначение
1
надводная елка
6
трубодержатель
2
лубрикаторная арматура
7
нагнетание
реагентов
3
удерживающая арматура
8
посадочная колонна
13
ствол
4
подводная испытательная елка
9
место расстыковки
14
заколонное
пространство
5
инструмент для спуска трубодержателя 10
11
химических12
блок BOP
райзер C/WO
эксплуатационный
морской райзер
Рисунок 4 — Типовая схема общего расположения райзера C/WO — Вертикальная елка — Режим
работы с трубодержателем насосно-компрессорных труб
35
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
1
надводная елка
6
нижний узел райзера
11
трубодержатель
2
райзер C/WO
7
место расстыковки
12
ствол
эксплуатационный
3
блок аварийной расстыковки
8
нагнетание
реагентов
4
WCT-BOP
9
5
нижний соединительный узел райзера10
для ремонтных работ в скважине
химических13
заколонное
пространство
инструмент для спуска елки
вертикальная елка
Рисунок 5 — Типовая схема общего расположения райзера C/WO — Вертикальная елка —
Режим работы с елкой
36
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
1
морской райзер
7
нагнетание химических реагентов
13
посадочная колонна
2
блок BOP
8
место расстыковки
14
горизонтальная елка
3
внутренний защитный колпак9
подводной елки
удерживающая арматура
15
райзер C/WO
4
трубодержатель
компрессорных труб
подводная испытательная елка
16
дроссельная
глушения скважины
секция скольжения
17
насосно-10
5
надводная елка
11
6
лубрикаторная арматура
12
трубодержатель или инструмент для
спуска защитного колпака елки
линия/линия
эксплуатационный ствол
Рисунок 6 — Типовая схема общего расположения райзера C/WO — Горизонтальная елка —
Режим работы с трубодержателем насосно-компрессорных труб
37
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
1
надводная елка
7
13
удерживающая арматура
2
райзер C/WO
8
внутренний защитный колпак14
подводной елки
лубрикаторная арматура
3
блок аварийной расстыковки
9
4
нижний соединительный узел райзера10
для ремонтных работ в скважине
WCT-BOP
ввод химических реагентов
15
инструмент для спуска елки
16
шланг
циркуляции
заколонного пространства
5
нижний узел райзера
11
трубодержатель
6
место расстыковки
12
горизонтальная елка
эксплуатационный ствол
Рисунок 7 — Типовая схема общего расположения райзера C/WO — Горизонтальная елка —
Режим работы с елкой
4.8
38
Принципы проектирования
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Все типы оборудования райзерной системы C/WO, включенные в область применения настоящей части
ISO 13628, должны быть разработаны в соответствии с требованиями, определенными в настоящей части
ISO 13628.
В целом, проектируемая система должна быть отказобезопасной.
Система должна быть разработана таким образом, чтобы любой отдельный отказ не мог привести к
возникновению неприемлемого риска для безопасности персонала, окружающей среды или финансовым
потерям.
Возможность возникновения отказов, обусловленных общей причиной, должна быть идентифицирована,
и должны быть предусмотрены меры по минимизации вероятности таких событий.
4.9
Принципы работы
Райзерные системы C/WO должны эксплуатироваться в соответствии с требованиями, установленными в
4.13 и указаниями, приведенными в Приложении B.
Если признается практически целесообразным, все виды деятельности, связанные с райзерными
системами
C/WO,
должны выполняться таким образом, чтобы отдельные отказы не приводили к
возникновению неприемлемого риска для безопасности персонала, окружающей среды или финансовым
потерям. Это относится как к ошибкам из-за нарушения правил эксплуатации, так и к отказам оборудования,
непосредственно используемого при выполнении операций, а также к оборудованию, используемому для
вспомогательных функций.
Для всех операций проект системы должен быть рассчитан для наиболее неблагоприятных сочетаний
функциональных нагрузок, нагрузок от воздействия окружающей среды и случайных нагрузок, одновременное
возникновение которых может прогнозироваться, см. 6.3. Кроме того, должна быть возможность
документального оформления того, что при возникновении непредвиденных ситуаций (т.е. при нарушении
позиционирования плавучего основания, блокировке компенсатора вертикальной качки и т.п.) райзерная система
C/WO не в состоянии передавать усилия такой величины, которые представляют опасность для барьеров. Эти
требования применимы как локально (т.е. система C/WO и соответствующие барьерные элементы), так и в
целом (т.е. буровой райзер, BOP, горизонтальная елка, устье скважины, кондуктор и т.п.).
Функционирование райзерной системы C/WO должно быть ограничено наиболее слабым компонентом
системы.
ПРИМЕЧАНИЕ
внешним нагрузкам.
Это требование применимо к расчетному давлению компонентов, расчетной температуре и допустимым
4.10 Принципы безопасности
Требования безопасности в рамках настоящей части ISO 13628 предусматривают такую организацию
работ, которая исключает грубые ошибки (ошибки персонала), обеспечивает надлежащую компетенцию
персонала, выполняющего работы, верификацию и обеспечение качества на соответствующих этапах.
Чтобы обеспечить общую безопасность системы, изготовитель при выборе подходящего решения
должен применять следующие принципы, в порядке их перечисления:
а)
устранить или снизить опасность, насколько это практически целесообразно;
б)
использовать соответствующие меры защиты от опасных ситуаций, которые не могут быть
устранены;
в)
если представляется целесообразным, проинформировать потребителя об остаточных рисках и
указать необходимость специальных мер для снижения рисков во время монтажа, эксплуатации и демонтажа.
Если имеется или может прогнозироваться в явном виде возможность эксплуатации с нарушением
установленных режимов, райзерная система C/WO должна проектироваться таким образом, чтобы не допустить
опасных ситуаций, связанных с таким использованием, или, если это невозможно, должны быть даны
соответствующие предупреждения, чтобы не допустить ситуаций, в которых райзерная система C/WO могла
бы использоваться с нарушением правил эксплуатации.
39
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
4.11 Требования к барьерной системе
Для всех операторов основные принципы барьеров должны быть установлены и реализованы с учетом
положений национального законодательства, в соответствии с которыми должны эксплуатироваться райзерные
системы C/WO. Общие указания по основным принципам барьеров приведены в ISO 13628-1 [22].
Как минимум, между продуктивным пластом и окружающей средой должны быть предусмотрены два
независимых и испытанных барьера, чтобы не допустить непреднамеренных утечек из скважины.
Любые отдельные отказы барьера или барьерного элемента не должны приводить к потере контроля над
скважиной, независимо от того, произошло это из-за ошибки оператора или отказа оборудования.
4.12 Законы, нормы и стандарты
Райзерные системы C/WO должны соответствовать требованиям применимых законодательных
документов. Потребитель/оператор должен указать законодательные акты, с учетом которых предполагается
эксплуатация системы.
Оборудование райзерной системы C/WO, включенное в область применения настоящей части
ISO 13628, должно проектироваться, изготавливаться и испытываться в соответствии со ссылками, нормами и
стандартами, указанными в Таблице 2.
Компоненты, которые не входят в область применения настоящей части ISO 13628, но влияют на
конструкцию, изготовление и эксплуатацию систем C/WO, должны быть приняты во внимание и включены в
процесс согласования проекта системы.
Таблица 2 — Ссылки, нормы и стандарты на оборудование
Компоненты
райзерной системы
C/WO для
ремонтных работ в
скважине
Трубодержатель
Инструмент для
спуска
трубодержателя
Инструмент для
спуска колпака елки
(горизонтальные елки)
Система ориентации
трубодержателя
Подводная
испытательная елка
Функциональные
требования
Проектные
требования
Требования к
материалам и
изготовлению
Квалификационные
испытания
компонентов
Испытание
целостности
системы
ISO 13628-4
ISO 13628-4
ISO 13628-4
ISO 13628-4
ISO 13628-4
ISO 13628-4
ISO 13628-4
ISO 13628-4
Раздел 8
Раздел 8
ISO 13628-4
ISO 13628-4
ISO 13628-4
ISO 13628-4
Раздел 8
Раздел 5
Раздел 6
Раздел 7
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 5
Раздел 6
Раздел 7
Раздел 8
Срезающий
переводник
Удерживающая
арматура
Раздел 5
Раздел 6
Раздел 7
Раздел 5
Раздел 6
Раздел 7
Лубрикаторная
арматура
Раздел 5
Раздел 6
Раздел 7
Нижний
соединительный узел
райзера для
ремонтных работ в
скважине
Подводный WCT-BOP
Раздел 5
Раздел 6
Раздел 7
Раздел 8
ISO 10432 b
Раздел 5
Раздел 8
Раздел 8
ISO 10432 b
Раздел 8
ISO 10432 b
Раздел 8
Раздел 5
ISO 13628-4af
Раздел 5
Раздел 8
ISO 13628-4 ac
ISO 13533cd
Раздел 5
ISO 13628-4a
Раздел 8
Соединитель блока
аварийной
расстыковки
Раздел 6
ISO 13628-4д
ISO 13533д
Раздел 6
40
ISO 13628-4e
ISO 13628-4a f
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица 2 — Ссылки, нормы и стандарты на оборудование (продолжение)
Компоненты
райзерной системы
C/WO для
ремонтных работ в
скважине
Инструмент для
спуска елки
Функциональные
требования
Проектные
требования
Раздел 5
ISO 13628-4
Раздел 6
ISO 13628-4e
Раздел 6
Раздел 6
Раздел 6
Раздел 6
Раздел 6
Раздел 6
Соединитель райзера
Силовая секция
Секции райзера
Натяжная секция
Секция скольжения
Переходное
соединение
надводной елки
Вертлюг
Надводная елка
Раздел 5
Раздел 5
Раздел 5
Раздел 5
Раздел 5
Раздел 5
Переходники для
троса/гибких труб
Натяжная рама
надводной елки
Спайдер райзера
Раздел 5
Раздел 5
Требования к
материалам и
изготовлению
Квалификационные
испытания
компонентов
Испытание
целостности
системы
ISO 13628-4 aе
ISO 13628-4a
Раздел 8
Раздел 7
Раздел 7
Раздел 7
Раздел 7
Раздел 7
Раздел 7
Приложение I
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 7
Раздел 8
Раздел 8
ISO 10423a f
Раздел 5
Раздел 6
Раздел 6
ISO 10423f
Раздел 6
Раздел 7
Раздел 8
Раздел 8
ISO 10423a cd
Раздел 8
Раздел 5
Раздел 6
Раздел 7
Раздел 8
Раздел 8
Раздел 5
ISO 14693
ISO 14693
Раздел 8
Инструменты для
обслуживания и
испытаний
Хомуты
шлангокабеля
Раздел 5
Раздел 6
ISO 13535
Раздел 7
Раздел 8
ISO 14693
Раздел 8
ISO 13535
Раздел 5
Раздел 8
Раздел 5
Документально
оформленные
технические
условия
изготовителя
API RP 17B
ISO 13628-2
Раздел 5
Раздел 8
Линии циркуляции
заколонного
пространства
Система управления
ремонтными
работами в скважине
Управляющий
шлангокабель
Документально
оформленные
технические
условия
изготовителя
API Spec 16C
API RP 17B
ISO 13628-2
Раздел 5
ISO 13628-6
Раздел 5
Раздел 8
Раздел 8
ISO 13628-6
ISO 13628-6
Раздел 8
ISO 13628-5
ISO 13628-5
ISO 13628-5
Раздел 8
Раздел 5
Раздел 5
Раздел 8
Раздел 8
a
Заказчик должен указать уровень технических характеристик изделия, класс материала и уровень эксплуатационных требований, как
определено в ISO 10423 и ISO 13628-4.
b
Классификация услуг, как определено в ISO 10432, любые требования к срезанию троса или гибкой трубы и более жесткие критерии
герметичности, если применимы, должны быть указаны заказчиком.
c
Любые требования к отрезанию троса или гибкой трубы и более жесткие критерии герметичности, если применимы, должны быть
указаны заказчиком.
d
Компоненты, квалифицированные в соответствии с ISO 10423 и ISO 13533, квалифицируются только для условий нагрузок от
воздействия давления и температуры. Компоненты, ISO 10423 и ISO 13533, соединенные с райзером C/WO должны быть квалифицированы
в соответствии с их предусмотренным применением.
e
Обычной отраслевой практикой является проектирование и квалификация оборудования такого типа для расчетных размеров и
номинальных значений рабочего давления. Методы проектирования, определенные в ISO 13628-4:1999, 5.1 и ISO 13533:2001, 5.4, основаны
только на номинальном рабочем давлении и давлении гидростатического испытания. Для применения райзеров C/WO обычной отраслевой
практикой является обеспечение того, чтобы комбинация нагрузок, определяемых в настоящей части ISO 13628 (т.е. нормальных,
избыточных и случайных условий нагружения), не превышала номинальных характеристик оборудования. В случаях, где номинальные
характеристики превышены, оборудование может быть спроектировано, изготовлено и квалифицировано в соответствии с настоящей
частью ISO 13628.
f
Для удовлетворения законодательных требований и требований заказчика могут быть указаны более жесткие значения ударной
вязкости материала по Шарпи (Charpy).
4.13 Требования к рабочим характеристикам
41
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
4.13.1
Общие положения
Райзер C/WO классифицируется как вспомогательный райзер и обычно имеет ограниченный рабочий
диапазон. В случаях, когда прогнозируется, что эксплуатационные условия выходят за пределы допустимых
значений, райзер должен быть либо отсоединен и удерживаться на подвеске, либо поднят.
Эксплуатационные параметры райзерной системы C/WO должны контролироваться для обеспечения
работы в пределах установленных ограничений; см. 10.4 и Приложение В. Эксплуатационные параметры могут
включать такие параметры, как высота и период волны, вертикальные перемещения плавучего основания,
смещение плавучего основания и верхнее натяжение.
Требования к рабочим характеристикам должны быть документально оформлены в “Руководстве по
монтажу и эксплуатации райзера”; см. 11.9 и Приложение B. Руководство должно быть подготовлено совместно
проектировщиком и оператором и должно определять процедуры безопасной установки, эксплуатации и
обслуживания райзерной системы и ее компонентов. Учет эксплуатационных условий включают в себя основные
принципы эксплуатации, перемещения плавучего основания и ограничения окружающей среды, сопряжения
плавучего основания, установку и подъем райзера, работу во время эксплуатации, основные принципы контроля
и технического обслуживания.
Безопасность эксплуатации райзера требует, чтобы
а)
б)
проектировщики учитывали реальные условия, в которых будет эксплуатироваться райзер;
оперативный персонал был подготовлен и соблюдал ограничения для безопасной эксплуатации.
Перемещения и позиционирование плавучего основания могут оказывать существенное влияние на
конструкцию и эксплуатацию райзера. Некоторые операции, такие как спуск или подъем райзера, ремонтные
работы в скважине и операции через стволовой проход могут быть ограничены или потребовать закрытия
скважины, в зависимости от перемещений плавучего основания и ограничений окружающей среды. Следует
учитывать последовательности планового и аварийного закрытия скважины. Эти последовательности должны
соответствовать национальному законодательству и требованиям оператора.
Существует два уровня отсоединения райзера: нормальное или плановое отсоединение и быстрое или
аварийное отсоединение. Быстрое или аварийное отсоединение райзерной системы может быть необходимо,
когда возникает аварийная ситуация на плавучем основании или в скважине, в случае отказа системы
позиционирования или неожиданного и непредвиденного ухудшения погоды за пределы области рабочих
режимов райзера.
4.13.2
Эксплуатация с плавучего основания с динамическим позиционированием
Особые требования должны учитываться при эксплуатации райзерной системы C/WO с плавучего
основания с динамическим позиционированием.
Должны быть предусмотрены предупредительные меры для снижения вероятности и последствий
сноса/отрыва. Тип и степень реализации предупредительных мер должны быть определены в проекте системы,
см. 4.6.
Предупредительные меры, связанные со сносом/отрывом, могут быть разделены на две основных
категории:
а)
б)
меры, направленные на снижение вероятности возникновения ситуации сноса/отрыва;
меры, направленные на уменьшение последствий возникновения ситуации сноса/отрыва.
Последствия возникновения ситуации сноса/отрыва могут быть разделены на три основные категории:


возможность выброса в результате сноса или отрыва;
последствия для подводного оборудования (включая BOP, подводную елку, устье скважины, и
т.п.);

последствия для райзера (райзер C/WO, буровой райзер, LMRP, и т.п.) и для оборудования
верхнего строения плавучего основания (вышка, буровая лебедка, пол буровой установки, гибкие трубные
соединители, и т.п.).
Типовые предупредительные меры по снижению вероятности возникновения ситуации сноса/отрыва
приведены в Таблице 3.
Таблица 3 — Типовые предупредительные меры по снижению вероятности возникновения ситуации
сноса/отрыва
Система
Система динамического
позиционирования
42
Предупредительные меры
Техническиетребования кклассупоследовательности
динамического позиционирования
Комментарии
Обычно класс 3 последовательности IMO.
Не ниже, чем IMO, класс 2 [23]
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица 3 (Продолжение)
Система координат
Двигательная система
Указание минимального числа
независимых систем позиционирования,
точности позиционирования и
повторяемости
Рекомендуется минимум три независимых
системы, независимо от класса
динамического позиционирования
Для небольших глубин ( 350 м), особое
внимание должно быть уделено точности
позиционирования и повторяемости
Типовые системы позиционирования:
GPS
Гидроакустический
Натяжной трос
Угол наклона райзера
Максимальное использование системы
динамического позиционирования во
время выполнения операций
Следует установить и документально
оформить погодный критерий для 80 %
предела
Не следует превышать уровень 80 % of
общей мощности
Типовые предупредительные меры по уменьшению последствий возникновения ситуации сноса/отрыва
приведены в Таблице 4.
Таблица 4 — Типовые предупредительные меры по уменьшению последствий возникновения ситуации
сноса/отрыва
Система
Предупредительные меры
Комментарии
Продуктивный пласт
Выполнение операций при избыточном —
гидростатическом давлении в скважине
Буровой райзер и райзер C/WO
Принцип слабого звена
BOP, LMRP, нижний
соединительный узел райзера для
ремонтных работ в скважине,
подводная испытательная елка
Быстрое аварийное закрытие скважины и Полностью
срабатывание аварийного отсоединения
испытанные
отсоединения
Плавучее основание
Активное позиционирование
основания
BOP, LMRP, подводная
испытательная елка
Процедуры
Райзеры не в состоянии передавать
нагрузки такой величины, которые
представляют опасность для барьеров
автоматизированные
и
системы
аварийного
плавучего Применимо только для отрыва. Увеличить
время достижения критических пределов
Объединенные
эксплуатационные
процедуры для бурового райзера и
райзерных систем C/WO
Перечисленные ниже факторы следует включать в проект системы как средство для определения
последствий отказа системы динамического позиционирования и выбора предупредительных мер:
а)
режим эксплуатации (режим работы с елкой или режим работы с трубодержателем);
б)
смещение плавучего основания в результате нарушения позиционирования (т.е. снос, отрыв);
в)
условия окружающей среды (т.е. глубина воды, состояние моря и течения);
г)
аварийное закрытие райзерной системы C/WO и последовательности аварийного отсоединения и
время срабатывания;
д)
угол разъединения блока аварийной расстыковки;
е)
конструкционная прочность подводных барьеров (т.е. устья скважины, подводной елки, нижнего
соединительного узла райзера для ремонтных работ в скважине, подводной испытательной елки и т.п.);
ж)
подъем верхнего блока посадочной колонны из BOP бурового райзера;
з)
зазор между надводной елкой и полом буровой установки;
и)
ход компенсатора вертикальной качки постоянного натяжения буровой лебедки плавучего
основания;
к)
аварийное закрытие BOP бурового райзера, последовательности аварийного отсоединения и
время срабатывания.
4.14 Требования к организации и квалификации персонала
43
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Организация основного персонала с определенной ответственностью и линии связи должны быть
установлены до начала выполнения любых работ, предусмотренных в настоящей части ISO 13628. Организация
работ на всех этапах должна быть такой, чтобы обеспечить безопасность их выполнения и соответствие
применимой инженерной практике.
Весь персонал должен иметь необходимую квалификацию и практическую подготовку, и иметь
соответствующие возможности для выполнения порученной работы надлежащим образом. Квалифицированный
персонал должен иметь достаточные навыки устной и письменной речи на языке, используемом как общий язык
при выполнении работ. Должна быть доступна документация по квалификации персонала.
4.15 Система контроля качества
Для обеспечения соответствия требованиям настоящей части ISO 13628 должна использоваться система
контроля качества.
ПРИМЕЧАНИЕ
ISO 9000-1 [20] предоставляет указания по выбору и использованию систем контроля качества.
4.16 Документация, журналы учета и прослеживаемость
Должна быть подготовлена документация, необходимая для обеспечения выполнения эксплуатации
райзерной системы C/WO в соответствии с настоящей частью ISO 13628. Документация должна быть доступна
на различных этапах, т.е. проектирование, изготовление, эксплуатация и хранение. Должны быть определены
требования и критерии, относящиеся к оборудованию и компонентам, имеющим особое значение для
безопасности. Документация должна включать описание испытаний и технического обслуживания,
необходимого для обеспечения поддержания заданного уровня безопасности. Все требования документации
должны быть отражены в реестре документов.
Документация должна быть доступна потребителю или его агентам. Должны быть согласованы
процедуры представления и/или утверждения. Документация должна быть представлена в форме, легко
поддающейся рассмотрению и верификации. Проектная документация должна включать сборочные чертежи,
ведомости деталей и проектные расчеты. Документы, защищенные правом собственности или признанные
конфиденциальными, должны быть доступны для просмотра.
Журналы учета райзерной системы C/WO должны вестись и содержаться в таком виде, чтобы
демонстрировать соответствие требованиям настоящей части ISO 13628 на протяжении всего срока службы.
Должна быть обеспечена прослеживаемость для всей информации, имеющей существенное значение для
безопасности и работоспособности райзера C/WO на протяжении всего срока службы.
4.17 Верификация
Верификация проекта, изготовления и испытаний должна выполняться в соответствии с общей четко
определенной программой и планом верификации. Что касается организации и отчетности, должна
обеспечиваться организационная независимость исполнителей работ и тех, кто отвечает за верификацию.
Должно быть верифицировано соответствие требованиям настоящей части
условиям заказчика и законодательным требованиям.
ISO 13628, техническим
Должны оцениваться объем и методы верификации на разных этапах. При этой оценке особое внимание
должно уделяться последствиям любого отказа или дефекта, который может возникнуть во время изготовления
райзера C/WO и его последующего использования.
Для подтверждения соответствия райзерной системы C/WO требованиям настоящей части ISO 13628 в
отношении материалов, деталей конструкции и размеров и того, что во время изготовления и эксплуатации
могут быть соблюдены требования к процедурам и персоналу, должна быть выполнена верификация проекта.
Результаты верификации должны быть документально оформлены.
44
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Верификация может иметь форму проверки анализа, чертежей и изготовления путем наблюдения за
выполнением работ, или в виде независимого анализа. Верификация также может включать опробования или
испытания оборудования и систем.
Многопрофильный анализ проекта также может быть использован как часть верификации.
4.18 Ответственность покупателя/потребителя
Покупатель/потребитель или их уполномоченный агент несут ответственность за подготовку
технического задания заказчика на разработку райзерной системы C/WO, которая должна быть изготовлена в
соответствии с настоящей частью ISO 13628. Техническое задание на разработку должно содержать детальную
информацию, достаточную для предоставления исходных данных для проектирования райзера C/WO в
соответствии с требованиями настоящей части ISO 13628. Руководство по поставке в Приложении F
представляет примерный формат технического задания потребителя на разработку.
4.19 Ответственность изготовителя
Изготовитель несет ответственность за соответствие всем требованиям настоящей части ISO 13628,
которые необходимы для соответствия условиям, указанным в техническом задании покупателя/потребителя на
проектирование и предусмотрены в документации изготовителя в соответствии с Разделом 11.
Требования, которые не указаны покупателем в явном виде, но могут повлиять на конструкцию,
материалы, изготовление и сборку, испытания и эксплуатацию райзерной системы C/WO, должны быть указаны
изготовителем.
5
5.1
Функциональные требования
Назначение
Раздел 5 определяет функциональные требования к райзерной системе C/WO, ее подсистемам и
компонентам.
5.2
Функциональные требования к системе
В зависимости от ситуации райзерная система C/WO должна удовлетворять следующим требованиям:

обеспечивать возможность опробования скважины, текущего ремонта скважины с
использованием инструментов на тросе или на гибких трубах, и изоляцию скважины;

обеспечивать канал от отдельных стволов подводной елки или трубодержателя к плавучей
установке для капитального ремонта скважин;

обеспечивать проход для флюида и инструментов через отдельный ствол или несколько
проходных стволов подводной елки/трубодержателя от плавучей установки для капитального ремонта скважин;

обеспечивать канал для всех используемых флюидов и их циркуляцию к стволу скважины и от
него;

выполнять функцию направляющей для всех инструментов и оборудования, спускаемых в
скважину или поднимаемых из нее;

предоставлять средства для соединения компонентов райзера для ремонтных работ в скважине
безопасным и эффективным способом на полу буровой установки или в специально предназначенной рабочей
зоне;
45
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

выполнять функцию спускаемой колонны для подводной елки;

выполнять функцию спускаемой колонны для трубодержателя;

обеспечивать спуск райзера C/WO черезбуровой райзер и систему BOP;

обеспечивать спуск райзера для заканчивания скважины в открытом море;

предоставлять средства для подключения внешних и соединения внутренних управляющих
линий для подводной елки или инструментов для спуска, если необходимо.
5.3
Требования к шаблону
Установленные здесь требования к шаблону, применимы к компонентам райзера в дополнение к любым
требованиям к шаблону, определенным в других документах.
Покупатель должен установить требования к шаблону для проходных каналов трубодержателя.
Каждая трубная секция райзера C/WO, или компонент в составе райзера, через которые будет проходить
инструмент, должны быть проверены шаблоном.
Если возможно, компоненты райзера следует проектировать и контролировать шаблоном в соответствии
с одним из классов шаблонов, приведенных в Таблице 5. Типы и длины шаблонов показаны на Рисунке 8.
Могут быть согласованы отклонения от этих размеров шаблонов.
Как альтернатива этим размерам шаблонов, в качестве оправки может использоваться конкретный
профиль инструмента.
При выборе конкретного минимального внутреннего диаметра трубы особое внимание следует уделять
отклонениям трубы райзера, зоне основного потока во время операций с буровым снарядом, изменениям осевых
линий и уступам в комплектах оборудования.
Таблица 5 — Размеры шаблонов
Класс
шаблона
Наименьший диаметр
d
0,71
мм 0
0,027
(дюйм 0
Наибольший диаметр
Ddrift
)
0,71
мм 0
0,027
(дюйм 0
)
Соответствующий
типоразмер
арматуры /
номинального
фланца по ISO 10423
1a
35,51
(1,398)
38,51
(1,516)
2-1/16
1b
37,03
(1,458)
40,03
(1,576)
2-1/16
1c
45,29
(1,783)
48,29
(1,901)
2-1/16
1d
48,56
(1,912)
51,56
(2,030)
2-1/16
2a
67,82
(2,670)
72,82
(2,867)
3-1/16
2b
71,96
(2,833)
76,96
(3,030)
3-1/16
3a
91,36
(3,598)
97,36
(3,833)
4-1/16
3b
96,36
(3,794)
102,36
(4,030)
4-1/16
4a
123,29
(4,854)
129,29
(5,090)
5-1/8
4b
115,08
(4,581)
121,08
(4,767)
5-1/8
5a
153,04
(6,025)
161,04
(6,340)
6-3/8
5b
149,45
(5,884)
155,45
(6,120)
6-3/8
5c
145,44
(5,726)
151,44
(5,962)
6-3/8
6
164,69
(6,484)
170,69
(6,720)
NA
7
172,56
(6,794)
178,56
(7,030)
7-1/16
8
221,84
(8,734)
227,84
(8,970)
9
Размеры в миллиметрах
(Размеры в дюймах)
46
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Рисунок 8 — Тип и длины шаблонов
5.4
5.4.1
Требования к компонентам
Назначение
В 5.4 определяются требования к отдельным компонентам, составляющим райзерную систему C/WO.
Каждый компонент определен в части касающейся его функций и системных сопряжений.
5.4.2
Общие требования
Ниже перечислены требования, общие для всех компонентов комплекта райзера.
а)
Конструкция системы C/WO должна учитывать эксплуатационную технологичность
компонентов. Контроль и очистка должны легко выполняться как снаружи, так и внутри. Переводники BOP и
другие детали системы, где в замкнутых пространствах может удерживаться морская вода или скважинные
флюиды, должны легко демонтироваться. Уплотнения и прокладки должны быть доступны для контроля и легко
заменяться на плавучей установке для ремонта скважин.
б)
Все компоненты райзерной системы C/WO должны быть квалифицированы
соответствующих нагрузок при свинчивании/развинчивании, давлений, температур и внешних нагрузок.
для
в)
Упругие, эластомерные или металл-к-металлу уплотнения могут использоваться как основные
уплотнения для удерживания углеводородов, контроля скважины, флюидов для заканчивания и глушения
скважин в сопряжениях компоновки и соединителях райзера. Там, где уплотнения металл-к-металлу не
используются, должны быть предусмотрены дополнительные уплотнения (основные плюс резервные).
г)
Нагрузки давления разъединения соединений должны быть рассчитаны на наиболее
неблагоприятные условия уплотнения (т.е. должна приниматься во внимание утечка по наибольшему диаметру
дополнительного уплотнения, если не предусмотрен сброс давления).
д)
При использовании уплотнений для защиты окружающей среды, особое внимание следует
уделить установлению избыточного давления в управляющих линиях при возможном взаимодействии с
эксплуатационной колонной или заколонным пространством. В проекте также следует учитываться воздействие
концевых нагрузок от давления, действующих в зоне, ограниченной уплотнением для защиты окружающей
среды, поскольку одно или несколько внутренних уплотнений могут допускать утечки.
е)
Соединения, подверженные только внешнему давлению, должны быть снабжены системой
(системами) уплотнений с внешней и внутренней целостностью.
ж)
Все уплотнения должны быть квалифицированы на соответствующие давления, температуры,
флюиды и области применения.
з)
Корпус компонента и герметичность соединителя должны удовлетворять требованиям 6.4.11.5.
и)
Барьерные элементы скважины должны быть герметичны после возможных аварийных
состояний: см. 6.4.11.5.
к)
Требования к герметичности проходных каналов компонентов, которые являются более
жесткими, чем применимые нормативы и стандарты, см. Таблицу 2, должны быть согласованы с техническими
условиями заказчика.
л)
Внутренние поверхности всех вертикальных каналов должны быть гладкими и не содержать
острых выступов, а также должны обеспечивать проход соответствующих шаблонных инструментов.
м)
Вся арматура вертикального канала (каналов) должна обеспечивать прохождение шаблона.
н)
Вся арматура должна быть рассчитана на закрытие в направлении потока в условиях
максимального потока и давления.
47
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
о)
Припуск на коррозию должен быть предусмотрен во всех соответственных случаях, кроме
случаев использования коррозионно-стойких материалов. Припуск на коррозию и использование коррозионностойких материалов должно рассматриваться для заданных типов углеводородов, флюидов заканчивания
скважины, интенсификации притока и глушения скважины, которые будут вводиться в систему, и
использоваться при техническом обслуживании и хранении; см. 6.4.4.
п)
Все компоненты, которые могут подвергаться воздействию только внешнего давления
(например, гидростатического давления) должны быть рассчитаны на сопротивление смятию; см. 6.5.2.3 и
6.5.3.3.
р)
Для всех компонентов, которые могут подвергаться воздействия давления BOP, (например,
давление испытания BOP, давление BOP при дросселировании и глушении скважин) должны учитываться
воздействия любых осевых нагрузок в результате дифференциальных зон уплотнения (т.е. поршневой эффект) в
комбинации с другими условиями нагружения.
с)
Райзерная система для ремонтных работ в скважине должна быть рассчитана для установки, как
с направляющими канатами, так и без направляющих канатов, и для подъема, где применимо.
т)
Конструкция направляющих систем должна предусматривать допуски свинчивания при
уплотнении, угол повторного ввода и освобождения, повреждения интерфейсов систем управления и
поверхностей уплотнения, возможность доступа к существующим направляющим канатам, стойкам или
направляющим раструбам, где применимо.
у)
Проушины и другие подъемные устройства, используемые для обычного обслуживания
оборудования, должны быть разработаны в соответствии с ISO 13628-4:1999, 5.1.3.7.
ф)
Болтовые фланцевые соединения должны собираться и скрепляться болтами в соответствии с
документально оформленной процедурой, квалифицированной при испытаниях, до достижения указанного
предварительного натяжения болтов. Общие руководства по сборке фланцевых соединений на болтах приведены
в ASME PCC 1-2000 [37].
х)
Болтовые фланцевые соединения должны собираться монтажниками, квалифицированными для
выполнения таких работ. Монтажники болтовых фланцевых соединений должны пройти квалификацию путем
испытаний, подтверждающих их способность выполнения квалифицированных процедур и достижения
заданного предварительного натяжения болтов.
5.4.3
Посадочная колонна
Посадочная колонна должна содержать все оборудование, необходимое для спуска и подъема
трубодержателя в безопасных условиях.
Посадочная колонна должна

допускать ориентацию и центрирование трубодержателя, если необходимо;

допускать испытания BOP, при установке в проходном канале блока BOP;

обеспечивать аналогичные конструкционные и функциональные требования (например,
стойкость к осевым нагрузкам, передача флюидов и давления) как стандартная райзерная секция C/WO;

быть рассчитана на внешнее давление (т.е. давление испытания BOP, давление BOP при
дросселировании и глушении скважины, и т.п.) в комбинации с другими условиями нагружения;

обеспечивать изоляцию скважины с помощью BOP или компонентов самой посадочной
колонны, если BOP не в состоянии изолировать скважину;

обеспечивать средства отстыковки посадочной колонны от трубодержателя;

обеспечивать концевую заделку линий управления в верхней части и прокладку всех
гидравлических/электрических линий от нее до оборудования, размещенного в посадочной колонне и
трубодержателе, как требуется системой;

обеспечивать способ разъединения с трубодержателем в нештатной ситуации, обеспечивая при
этом безопасное состояние скважины.
Блок посадочной колонны и ее отдельные компоненты должны включать устройство (устройства)
предотвращения вращения, чтобы обеспечить передачу вращения при ориентации трубодержателя и не
допустить воздействия крутящего момента на гидравлические стабилизаторы. Максимальное предусмотренное
вращение, необходимое для ориентации трубодержателя, и сопротивление крутящему моменту забойного
оборудования и райзера C/WO должны составлять основу для установления требований к максимальному
крутящему моменту. Сопротивление кручению должно учитываться при статических и динамических
воздействиях (например,
ориентации при максимальной посадочной скорости). Для неориентируемых
трубодержателей, устройства предотвращения вращения могут не требоваться.
48
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
5.4.4
Подводная испытательная елка
Подводная испытательная елка должна быть отказобезопасной и обеспечивать возможность оставления
скважины в безопасном состоянии.
Подводная испытательная елка должна быть скомпонована таким образом, чтобы полностью находиться
в пределах рабочего диапазона параметров блока BOP и обеспечивать место разъединения, обеспечивающее
подъем райзера независимо от подводной испытательной елки.
В компоновку подводной испытательной елки следует включать верхнюю изолирующую арматуру и
нижнюю срезающую/изолирующую арматуру, срезающая/изолирующая арматура должна быть в состоянии
срезать гибкую трубу и трос, в соответствии с требованиями заказчика.
В компоновку подводной испытательной елки следует включать, как минимум, два отказобезопасных
блока закрывающей предохранительной арматуры. Если оба блока арматуры относятся к срезающегерметизирующему типу, нижний блок арматуры следует рассматривать как основной срезающий блок
арматуры. Срезающая/изолирующая арматура должна быть в состоянии срезать гибкую трубу, кабель с оплеткой
и гладкую проволоку, в соответствии с требованиями заказчика.
Арматура должна быть в состоянии выдерживать давление снизу без помощи давления управляющих
линий. Один из блоков арматуры также должен быть в состоянии выдерживать давление сверху, чтобы
обеспечить возможность испытания под давлением райзерной колонны C/WO. Однако для удовлетворения этого
требования может использоваться давление управляющих линий.
Подводная испытательная елка должна предусматривать возможность прокачивания, чтобы
обеспечивать возможность глушения скважины через закрытую арматуру в случае отказа гидравлической
системы. Арматура должна автоматически возвращаться в исходное положение при выравнивании давления.
Если в конструкцию подводной испытательной елки включено устройство захвата и подачи гибкой
трубы, оно должно быть встроено в нижний блок арматуры, при этом верхний блок арматуры должен работать
как основной блок срезающей арматуры. Устройство захвата и подачи должно иметь возможность двусторонней
герметизации и быть в состоянии выдерживать общий вес гибких труб ниже подводной испытательной елки.
Расстояние междуверхним и нижним блоками арматуры должно быть достаточным для ловильных работ
прихваченных/подвешенных гибких труб. Отрезанные гибкие трубы после отрезания должны быть
отцентрированы для захвата овершотом. Блок срезающей арматуры должен быть разработан таким образом,
чтобы проход срезанной гибкой трубы имел достаточные размеры для обеспечения циркуляции через гибкие
трубы.
В подводную испытательную елку следует включать встроенную секцию скольжения, позволяющую
закрытие трубных плашек BOP между трубодержателем и подводной испытательной елкой. Секция скольжения
должна иметь упорный фланец на нижнем конце. Упорный торец, противодействуя закрытым трубным плашкам,
должен не допустить освобождение подводной испытательной елки в случае непредвиденной разблокировки
инструмента для спуска трубодержателя. Секция скольжения должна быть оборудована гидравлическим
проходным отверстием для облегчения контроля необходимых функций инструмента для спуска трубодержателя
и самого трубодержателя.
Точка расстыковки должна располагаться выше изолирующей арматуры и ниже глухих срезающих
плашек BOP, чтобы BOP мог изолировать устье скважины.
Для закрытия плашек BOP должен быть предусмотрен достаточный зазор для учета допусков на
установку в блоке BOP и посадочной колонне.
Расстояние между разъединяющимся соединителем верхней части подводной испытательной елки
(фиксатором) и нижней частью глухой срезающей плашки должно быть достаточным, чтобы обеспечить
выполнение расфрезеровывания и ловильных работ. Может быть предусмотрена внутренняя ловильная шейка
как резерв для инструментов для спуска овершота.
Разъединяющийся соединитель подводной испытательной елки должен быть рассчитан для стыковки
основного прохода (основных проходов) и линий управления, и должен обеспечивать полную ориентацию перед
окончательным соединением. Соединитель должен иметь активную функцию запирания под давлением, чтобы
находиться в рабочем состоянии в течение всей операции. Соединитель должен быть рассчитан на возможность
маркировки на плашке BOP.
Гидравлические муфты разъединяющегося соединителя (запора) должны быть рассчитаны на сброс
запертого давления при расстыковке райзера. Поступление флюида из окружающей среды должно быть сведено
к минимуму, чтобы не допустить загрязнение гидравлических линий. Должно быть возможным испытание на
давление с поверхности для проверки надежности уплотнения после соединения.
Для предотвращения расстыковки разъединяющегося соединителя без, как минимум, одной закрытой
предохранительной арматуры подводной испытательной елки, должен быть встроен замок. Замок может быть
как физическим устройством, так и обеспечиваться логической схемой системы управления. Должна быть
предусмотрена возможность в любой момент обойти этот замок.
49
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Конфигурация подводной испытательной елки не должна противодействовать BOP при закрытии устья
скважины во время выполнения любых операций.
В подводную испытательную елку следует включать независимые основные и дополнительные
разъединяющие и срезающие устройства. Должны быть предусмотрены предохранительные устройства для того,
чтобы не допустить случайного срабатывания основных и дополнительных разъединяющих и срезающих
устройств.
Конструкция подводной испытательной елки должна предусматривать процедуру/метод реагирования на
нештатные ситуации, которые будут обеспечивать срабатывание арматуры и соединителей подводной
испытательной елки с соблюдением правильной последовательности операций для защиты скважины. Это может
быть использовано в случае отказа основной системы управления.
Подводная испытательная елка должна включать линию/порт для ввода химических реагентов с
двойным механизмом герметизирующей/обратной арматуры, расположенным между двумя трубопроводными
арматурами.
Подводная испытательная елка должна включать устройство предотвращения вращения, чтобы
обеспечить передачу крутящего момента при ориентации трубодержателя и не допускать приложение крутящего
момента к гидравлическим стабилизаторам.
5.4.5
Срезающий переводник
Срезающий переводник может быть включен с состав посадочной колонны для возможности закрытия
скважины при закрытии срезающих плашек BOP.
Срезающий переводник должен располагаться на уровне срезающих плашек BOP и выше подводной
испытательной елки.
Срезающий переводник должен быть рассчитан на срезание с помощью срезающих плашек BOP без
повреждения других компонентов посадочной колонны.
Гидравлические линии должны быть зафиксированы срезающим переводником таким образом, чтобы
обеспечить срезание срезающими плашками и избежать осложнений при захвате ловильными инструментами во
время ремонтно-восстановительных работ.
Срезающий переводник может быть наиболее слабым компонентом колонны райзера.
Квалификационные испытания срезающих плашек срезающего переводника должны проводиться
покупателем/потребителем. Образец для квалификационных испытаний срезающих плашек должен включать
внешние гидравлические линии и внутренние гладкую проволоку, кабель с оплеткой и гибкие трубы (отдельные
или пучки) в соответствии с требованиями покупателя.
Проходное отверстие срезанной трубы должно иметь достаточную площадь сечения потока для
обеспечения задавливания скважины.
5.4.6
Удерживающая арматура
5.4.6.1 Общие положения
Удерживающая арматура может использоваться в режиме работы с трубами и в режиме работы с елкой.
Арматура должна быть с дистанционным управлением, оставаться в исходном положении при отказе
или быть отказобезопасной.
Режим арматуры при отказе должен быть определен в системе FMECA и/или при анализе HAZOP.
5.4.6.2 Режим работы с трубодержателем
Арматура должна быть рассчитана на изоляцию прохода (проходов) райзера C/WO от бурового райзера
перед отсоединением.
Арматура должна быть в состоянии удерживать полное расчетное давление сверху.
Арматура должна быть расположена так близко от разъединяющегося соединителя подводной
испытательной елки, насколько это практически возможно.
Если предусмотрено закрытие кольцевого превентора BOP на корпусе арматуры, она должна быть
рассчитана на выдерживание совокупной нагрузки от закрытого кольцевого превентора и внешнего давления.
Арматура должна включать средства, обеспечивающие уравновешивание давления между проходом
(проходами) райзера C/WO и бурового райзера перед отсоединением.
Между удерживающей арматурой и подводной испытательной елкой должен быть предусмотрен замок,
чтобы райзерная колонна C/WO не могла быть отсоединена до тех пор, пока удерживающая арматура не
достигнет полностью закрытого положения. Это должно не допустить утечек газа под давлением в буровой
райзер.
50
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Замок может быть как физическим устройством, так и обеспечиваться логической схемой системы
управления. Должна быть предусмотрена возможность в любой момент обойти этот замок
Удерживающая арматура может включать устройства, обеспечивающие циркуляцию райзера C/WO.
5.4.6.3 Режим работы с елкой
Арматура должна быть рассчитана на изоляцию прохода (проходов) райзера C/WO от окружающей
среды перед отсоединением.
Арматура должна быть в состоянии удерживать полное расчетное давление сверху.
Должен быть предусмотрен замок между удерживающей арматурой и нижним соединительным узлом
райзера для ремонтных работ в скважине, таким образом, чтобы райзерная колонна C/WO не могла быть
отсоединена до тех пор, пока удерживающая арматура не достигнет полностью закрытого положения.
Должна быть предусмотрена возможность в любой момент обойти замок (например, автоматически во
время аварийного быстрого отсоединения).
Удерживающая арматура может включать устройства, обеспечивающие циркуляцию райзера C/WO.
5.4.7
Лубрикаторная арматура
Лубрикаторная арматура может использоваться в режиме работы с трубодержателем и в режиме работы
с елкой.
Арматура должна быть рассчитана на изоляцию продуктивного пласта от окружающей среды при
использовании буровых снарядов, спускаемых на длинных тросах/гибких трубах.
Арматура должна быть рассчитана на удерживание давления снизу при изоляции продуктивного пласта
без содействия давления управляющей линии.
Арматура должна быть рассчитана на удерживание давления сверху, чтобы позволить проведение
испытаний лубрикаторной секции райзера C/WO. Для удовлетворения этого требования может быть
использовано давление управляющих линий.
В случае отказа гидравлической системы лубрикаторная арматура должна позволить глушение
скважины задавливанием. Это требование может быть выполнено путем использования, в числе прочего, обхода
арматуры для открытия, через изолированную байпасную линию, или конструкции арматуры, позволяющей
прокачивание через арматуру, когда она находится в закрытом положении.
Лубрикаторный арматурный блок должен быть расположен ниже надводной елки.
При размещении в буровом райзере лубрикаторная арматура должна быть расположена за пределами
хода внутреннего элемента телескопической секции (компенсационной секции) бурового райзера.
Арматура должна быть с дистанционным управлением, оставаться в исходном положении при отказе.
Может быть предусмотрен порт для линии ввода химических реагентов с обратным клапаном.
5.4.8
Система ориентации трубодержателя
Система ориентации может быть активной или пассивной. При пассивной системе ориентация
трубодержателя выполняется во время его начального спуска в устьевое оборудование/елку. При активной
системе для ориентации трубодержателя необходимы дополнительные операции (кроме начального спуска).
Конструкция системы ориентации должна учитывать следующее:

передача крутящего момента через райзерную колонну;

накопленное вращательное отклонение от соосности в результате наложения допусков;

позитивная индикация обеспечения соосности трубодержателя;

изменения конфигурации блока BOP (если указано покупателем).
Система ориентации должна позволять ориентацию посадочной колонны до установки трубодержателя.
ПРИМЕЧАНИЕ
5.4.9
Ориентация трубодержателя может не требоваться для концентрических конструкций елки.
Нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в скважине
Нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в скважине должен включать оборудование,
необходимое для безопасного обслуживания скважины с использованием инструментов, спускаемых на гибких
трубах и тросе. Оборудование, используемое в нижнем соединительной узле райзера для ремонтных работ,
должно обеспечивать возможность поддержания скважины в безопасном состоянии и отсоединения райзерной
системы от подводной елки в любой момент.
51
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в скважине может включать блок аварийной
расстыковки, WCT-BOP и инструмент для спуска елки; см. Рисунок 9 b) и c).
Инструмент для спуска елки должен обеспечивать сопряжение с катушкой повторного ввода подводной
елки и может быть выполнен одним блоком с WCT-BOP или как отдельный элемент. Для отдельных
конструкций инструментов для спуска елки, стандартное сопряжение с WCT-BOP рассматривается в
Приложении А, для вертикальных елок. Инструмент для спуска елки должен удовлетворять требованиям,
определенным в ISO 13628-4:1999, 7.15
WCT-BOP может быть оборудован верхней катушкой повторного ввода для сопряжения с блоком
аварийной расстыковки или с соединением для сопряжения с нижним концом райзера.
В оба сопряжения следует включать соединения управляющих линий с сопряжениями WCT-BOP и
подводной елкой, если необходимо.
Другими сопряжениями могут быть направляющие конструкции для повторного ввода и/или участие
водолаза, или интерфейсы систем управления дистанционно-управляемых устройств, в соответствии с
требованием.
Если не согласовано иначе, WCT-BOP в конфигурации для вертикальных подводных елок следует
предусмотреть катушку повторного ввода с профилем соединителя, аналогичным соединителю подводной елки,
таким образом, чтобы подводную елку можно было установить с помощью блока аварийной расстыковки без
WCT-BOP.
В нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в скважине следует включать переходный
контур между трубными каналами райзера, чтобы обеспечить циркуляцию до подводного рассоединения.
Переходный контур должен содержать отсекающую арматуру.
Для нижнего соединительного узла райзера для ремонтных работ в скважине следует предусмотреть
возможность испытания райзера под давлением ниже точки отсоединения и выше арматуры WCT-BOP.
В нижнем соединительном узле райзера следует предусмотреть проходы равного или большего размера,
чем в подводной елке. Должны быть предусмотрены необходимые переходы в сопряженных компонентах
райзера, чтобы компенсировать различия размеров проходов или межколонного пространства елки, обеспечить
проход соответствующих шаблонов.
В нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в скважине следует включать
направляющую систему для установки и демонтажа райзера с использованием направляющих канатов, если это
применимо.
Должна быть рассмотрена возможность возникновения проблем с вертикальными габаритами при
совместной установке или обслуживании нижнего соединительного узла райзера для ремонтных работ в
скважине и подводной елки на шахтной палубе плавучего основания. Высота компоновки будет оказывать
влияние на конструкцию райзера в отношении момента нагрузки на подводную елку и сопряжения нижнего
соединительного узла райзера для ремонтных работ в скважине. В каждом конкретном случае должна быть
согласована допустимая высота компоновки.
52
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Райзер
Райзер
Райзер
WCT-BOP
Блок аварийной
расстыковки или
инструмент для
спуска елки
Инструмент для
спуска елки
Подводная елка
Блок аварийной
расстыковки
WCT-BOP
Инструмент для
спуска елки
Подводная елка
Подводная елка
Рисунок 9 — Схемы сопряжений нижнего соединительного узла райзера
для ремонтных работ в скважине
53
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
5.4.10
Блок аварийной расстыковки
Блок аварийной расстыковки должен обеспечить быструю расстыковку райзера в случае нарушения
позиционирования плавучего основания или непредвиденных условий окружающей среды.
Блок аварийной расстыковки может быть расположен непосредственно над WCT-BOP см. Рисунок 9 c),
или, альтернативно, место аварийной расстыковки может располагаться на сопряжении катушки повторного
ввода елки см. Рисунок 9 a). Выбор конфигурации будет зависеть от типа подводной елки и системных
требований, см. 4. Например, для систем вертикальной елки, в случае, показанном на Рисунке 9 a), инструмент
для спуска елки может использоваться как блок аварийной расстыковки, и арматура елки может использоваться
для закрытия скважины.
Блок аварийной расстыковки должен содержать нижний соединитель с дистанционным управлением,
пригодный для соединения с катушкой повторного ввода WCT-BOP (или с катушкой елки, по выбору).
Верхний конец блока аварийной расстыковки должен иметь соединение для стыковки с нижним концом
райзера. Могут использоваться фланец, бугельное соединение или фирменный соединитель райзера.
На нижнем соединителе блока аварийной расстыковки должны располагаться
управляющих линий для сопряжения с WCT-BOP (или, с подводной елкой, по выбору).
соединители
Направляющая конструкция для повторного ввода, как с направляющими канатами, так и без
направляющих канатов, должна быть включена в катушку повторного ввода WCT-BOP.
Нижний соединитель должен обеспечивать освобождение под большим углом (моментом).
Минимально допустимый угол освобождения блока аварийной расстыковки должен обеспечивать
аварийную быструю расстыковку при максимальных значениях условий эксплуатации, указанных для райзерной
системы C/WO. Минимальный угол расстыковки должен составлять 10°. Верификация минимального
необходимого угла расстыковки должна быть выполнена при согласовании проекта системы; см.4.6.
Угол разъединения должен быть квалифицирован при испытаниях.
5.4.11
Подводные превенторы для троса/гибких труб (WCT-BOP) и срезающая арматура
Сопряжение нижнего конца WCT-BOP или узла срезающей арматуры должно быть совместимо с
инструментом для спуска елки. Верхний конец должен быть совместим с блоком аварийной расстыковки или
соединением нижнего конца райзера.
Сопрягающие соединения должны быть совместимы с размерами и каналами подводной елки.
В зависимости от конструкции запорного устройства и требований заказчика число плашек BOP или
блоков срезающей арматуры, используемых в WCT-BOP, может быть различным. WCT-BOP должен включать,
как минимум, следующую арматуру:

верхняя двусторонняя отсекающая арматура в каждом проходном канале;

срезающая арматура или плашка в каждом проходном канале, в котором будет оборудование,
спускаемое на гибких трубах или тросе (или любой другой инструмент/устройство), которое не может быть
поднято из проходного канала в случае аварийного закрытия скважины.
Для корпуса WCT-BOP должна быть предусмотрена механическая опорная конструкция, и он должен
быть в состоянии выдерживать комбинированное воздействие натяжения райзера и изгиба, а также внутреннее и
наружное давление.
Срезающие/режущие устройства могут выполнять срезание как методом “в одной плоскости”, так и
методом “в двух плоскостях”. Устройство срезания в двух плоскостях будет оставлять осколки металла гибкой
трубы или троса после срабатывания. В таких случаях система должна быть предусматривать место для
размещения этих осколков.
Если конструкция WCT-BOP включает устройство захвата/удерживания (т.е. трубные/удерживающие
плашки) для гибких труб, они должны быть расположены ниже срезающих плашек. Трубные удерживающие
плашки должны обладать двусторонней герметизирующей способностью и быть в состоянии удерживать в
подвешенном состоянии полный вес гибких труб ниже WCT-BOP. Расстояние между срезающими плашками и
трубными/удерживающими плашками должно быть достаточным, чтобы обеспечить выполнением ловильных
работ с удерживаемыми/подвешенными гибкими трубами. Срезанная гибкая труба должна быть отцентрирована
после срезания, чтобы обеспечить зацепление ловильным овершотом. Можно предусмотреть возможность
циркуляции через срезанные гибкие трубы. Чтобы обеспечить циркуляцию, срезающие плашки должны быть
рассчитаны таким образом, чтобы отверстие срезанной трубы имело достаточную площадь сечения для потока.
Должна быть предусмотрена возможность циркуляции райзера C/WO и циркуляция/задавливание
эксплуатационной колонны через межколонное пространство.
54
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Вся арматура/плашки должны быть способны к закрытию в направлении потока в условиях
максимальной интенсивности потока и максимального давления.
Вся арматура должна быть способна к открытию при разности давления до и после арматуры, равной
максимальному рабочему давлению.
В WCT-BOP следует включать линию/порт подачи метанола с двойной герметизирующей/обратной
арматурой, с размещением точки ввода между верхней изолирующей арматурой и нижней срезающей арматурой
или плашками.
Датчик давления может быть установлен на эксплуатационном проходном канале, между верхней
изолирующей арматурой и нижней срезающей арматурой или плашками.
При проектировании системы должно быть учтено влияние установки односторонней или двусторонней
герметизации полостей каналов.
Система должна предусматривать возможность замены герметизирующих элементов в полевых
условиях.
Комплекты плашек с приводами должны быть рассчитаны на восстановление/замену в полевых
условиях в открытом море, без нарушения гидравлических контуров.
Все типы арматуры/плашек должны иметь индикаторы положения, различаемые ROV/водолазом.
Плашки с двусторонними гидравлическими приводами должны быть оборудованы автоматической и
механической системой блокировки, чтобы не допустить непредвиденного срабатывания.
Все типы арматуры/плашек должны иметь возможность ручного их переключения из закрытого в
отрытое положение.
В дополнение к испытаниям и документации WCT-BOP или блоку срезающей арматуры, как указано в
Разделе 8, для приемки должны выполняться следующие инструкции.
а)
Квалификационные испытания плашек должны проводиться в соответствии с инструкциями,
приведенными в ISO 13533:2001, 5.5.
б)
Гидростатическое проверочное испытание WCT-BOPs должно проводиться в соответствии с
процедурами, приведенными в ISO 13533:2001, 8.5.8.6.
в)
Квалификационные испытания срезающей арматуры должны проводиться в соответствии с
ISO 10423 с последующими испытаниями срезания/герметичности в соответствии с документально
оформленными техническими условиями изготовителя.
г)
5.4.12
Размер образца для испытания на срезание должен соответствовать требованиям заказчика.
Соединители
5.4.12.1Общие положения
Соединитель должен позволять многократные свинчивания и развинчивания в конкретных условиях
использования в течение расчетного срока эксплуатации.
Внутренний проход должен быть гладким и обеспечивать прохождение инструментов и т.п.
Конструкция должна обеспечивать, что любой удерживаемый флюид не будет влиять на установку или
использование соединителя.
Конструкции с несколькими проходами должны предусматривать переходники или уплотнительные
прокладки для герметизации каждого прохода.
Соединитель должен быть снабжен уплотнениями, которые обеспечивают герметичность соединителя
по отношению к внутреннему и внешнему давлению в процессе спуска, установки и эксплуатации, см. также
Приложение H.
Если уплотнения нескольких проходов встроены в наружное уплотнение для окружающей среды или
дополнительное уплотнение, в непосредственной близости к проходам должна быть предусмотрена
двусторонняя герметизация для предотвращения перетоков между отдельными проходами.
Если используется уплотнение для окружающей среды, то следует учитывать возможность
коммуникаций между управляющими линиями под давлением и эксплуатационным или межколонным
проходом.
Эффект воздействия концевых нагрузок от давления вокруг зоны, ограниченной уплотнением для
окружающей среды, следует учитывать при проектировании, поскольку одно или несколько внутренних
уплотнений могут допускать утечки.
55
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Нагрузки от давления разъединения соединителя должны быть рассчитаны на базе наиболее
неблагоприятных условий уплотнения (т.е. должны быть рассмотрены утечки по резервному уплотнению
наибольшего диаметра, если не предусмотрена разгрузка).
Все уплотнения должны быть квалифицированы на все применимые нагрузки
свинчивания/развинчивания, давления, температуры, внешние нагрузки, флюиды и обслуживание.
от
Конструкция соединителя также должна учитывать удобство обслуживания компонентов. Контроль и
очистка должны легко выполняться как снаружи, так и изнутри. Узлы, в которых могут удерживаться в
замкнутых пространствах морская вода или скважинные флюиды, должны легко демонтироваться.
Уплотнения и прокладки должны быть доступны для контроля и легко заменяться на надводном судне.
Повторное использование уплотнений, уплотнительных колец/прокладок должно быть определено
изготовителем.
Для соединителя и/или соответствующего инструмента для спуска следует предусмотреть возможность
позиционирования и выравнивания для совмещения компонентов таким образом, чтобы соединение
выполнялось без повреждения уплотнительных поверхностей или конструкционных соединительных устройств.
Внешний профиль не должен сужать проходы, необходимые для оборудования или специальных
инструментов.
Все вертикальные проходы, включая уплотнения и прокладки, должны иметь возможность контроля
шаблоном; см.5.3.
5.4.12.2Соединители блока аварийной расстыковки
Соединители должны предусматривать средства быстрого и надежного соединения и рассоединения в
соответствии с допущениями, установленными при анализе проекта при демонстрации соответствия критериям
прочности, утечек и усталости.
Следует предусмотреть проектирование и предварительную нагрузку соединителей таким образом,
чтобы минимизировать относительные перемещения деталей в результате внешних циклических нагрузок. Для
нормальных рабочих условий соответствующие торцы бугельного соединителя должны оставаться с
предварительным нагружением. При воздействии случайных нагрузок торцы бугельного соединителя могут
расходиться, при условии, что уплотнения соединителя остаются герметичными.
Соединитель должен быть гидравлическим, с дистанционным управлением. Конструкция соединителя
должна предусматривать большее усилие размыкания, чем нагрузки замыкания, обычно на 25 %.
Соединитель должен быть рассчитан таким образом, чтобы не допустить освобождение при отсутствии
давления гидравлического замыкания. Это может быть обеспечено механизмом автоблокировки соединителя или
резервированием с использованием механического замыкающего устройства, или другого адекватного
устройства. Конструкция замыкающего устройства должна учитывать освобождение в случае отказа.
Соединитель должен предусматривать дополнительный способ освобождения, который может быть
гидравлическим или механическим. Гидравлические линии размыкания и замыкания должны быть расположены
таким образом, чтобы позволить ROV/водолазу выполнить операцию срезания, или включить средства для
сброса давления, если это необходимо для работы дополнительного освобождения.
На соединителях блока аварийной расстыковки в качестве первичного уплотнения должны
использоваться уплотнения металл-к-металлу.
Должен быть предусмотрен внешний индикатор положения, доступный для контроля с участием
ROV/водолаза.
В соединителе следует предусмотреть возможность проведения испытаний уплотнения низким
обратным давлением, чтобы проверить правильность сборки соединитель/уплотнение.
Допуски машинной обработки и зазоры должны быть установлены таким образом, чтобы все
соединители одного размера и конфигурации были взаимозаменяемыми. Для обеспечения взаимозаменяемости
должен проводиться контроль размеров в процессе изготовления.
Конструкция должна обеспечивать условие, что любая удерживаемая вода/флюид не влияет на
соединение/отсоединение или эксплуатацию соединителя.
5.4.12.3Соединитель секций райзера C/WO
Соединитель должен быть прочным и надежным, обеспечивать возможность быстрого и надежного
свинчивания, развинчивания, спуска и подъема секций райзера.
Соединитель секций райзера должен обеспечивать взаимозаменяемость частей, чтобы иметь
возможность спускать секции райзера в любой последовательности.
56
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Уровень безопасности по отношению к разрушению в результате пластической деформации, утечки и
усталости должен быть сопоставимым с уровнем безопасности сопряженной трубы.
Конструкция соединителя не должна допускать ослабления в динамических условиях эксплуатации.
Соединитель может также предусматривать опору для передачи веса подвешенной колонны райзера на
спайдер райзера во время операций установки или извлечения райзера, включая возможное его подвешивание.
Соединители райзера следует проектировать с угловой ориентацией для обеспечения возможности
контролировать угловую ориентацию трубодержателя перед посадкой или угловую ориентацию фиксатора
подводной испытательной елки перед повторным вводом.
Максимальный крутящий момент соединителя должен быть достаточным для обеспечения, где
применимо, следующего:

свинчивание и развинчивание соединителя;

перемещение плавучего основания под воздействием погодных условий;

ориентация трубодержателя;

ориентация соединителя подводной испытательной елки во время повторного ввода;

срезание любого механического дополнительного освобождающего механизма.
В случаях, когда соединитель обеспечивает опору для вспомогательных линий или модуля плавучести,
при проектировании соединителя должны быть учтены связанные с этим нагрузки.
Проходной канал соединителя следует согласовывать с внутренним диаметром присоединяемой трубы
(гладкий, не создающий препятствий).
Уплотнительные поверхности соединений райзера должны быть спроектированы таким образом, чтобы
минимизировать повреждения во время обслуживания секций райзера.
Уплотнительные поверхности должны иметь коррозионно-стойкую наплавку или коррозионно-стойкое
покрытие. Коррозионно-стойкие покрытия должны быть квалифицированы для конкретных условий
эксплуатации.
Для соединителей C/WO райзеров в качестве основных уплотнений могут использоваться упругие,
эластомерные или уплотнения типа металл-к-металлу. Если уплотнения металл-к-металлу не используются, то
должны быть предусмотрены резервированные уплотнения (основные плюс резервные).
Нагрузки давления разъединения соединителя должны быть рассчитаны на базе наиболее
неблагоприятных условий уплотнения (т.е. должна быть предусмотрена возможность утечки по резервному
уплотнению наибольшего диаметра).
Соединение может предусматривать средства для испытаний соединения под давлением после сборки
без повышения давления в райзере C/WO. Это может быть достигнуто путем испытания уплотнения обратным
давлением, т.е. испытание под низким давлением для проверки правильности установки уплотнения.
Допуски машинной обработки и зазоры должны быть установлены таким образом, чтобы все
соединители одного размера и конфигурации были взаимозаменяемыми. Для обеспечения взаимозаменяемости в
процессе изготовления может проводиться контроль размеров предельными проходными калибрами вместо
систематических испытаний на взаимозаменяемость.
5.4.13
Силовая секция
Силовая секция должна обеспечивать для райзерной системы переходную зону промежуточной
жесткости между подводной елкой и райзером. Она должна быть в состоянии гасить высокие локализованные
напряжения, повышая, таким образом, усталостную долговечность и расширяя рабочий диапазон системы.
Верхний конец силовой секции должен соединяться с самой нижней секцией райзера с использованием
соединителя райзера, совместимого со стандартной секцией райзера.
Нижний конец силовой секции должен иметь возможность соединения с соединителем блока аварийной
расстыковки или инструментом для спуска елки. Могут использоваться соответствующий фланец, бугельное
соединение или фирменный соединитель райзера.
Длина и распределение жесткости силовой секции должны быть точно скоординированы с общим
анализом системы райзера и конструкцией подводной елки и устьевого оборудования, чтобы не допустить
избыточных нагрузок на отдельные компоненты.
Диаметр силовой секции (включая соединители) должен быть достаточно небольшим, чтобы проходить
через роторный стол.
57
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Особое значение должно быть уделено простоте установки в буровой шахте силовой секции на нижнем
блоке райзера для ремонта в скважине.
5.4.14
Секции райзера
Стандартные секции райзера должны иметь минимальную длину 13,7 м (45 фут). Все стандартные
секции должны иметь одинаковую длину.
Укороченные секции, "короткие патрубки", должны быть предусмотрены для правильной подгонки
длины колонны райзера. Короткие патрубки должны иметь такие же соединители, как и стандартные секции
райзера.
Стандартные секции райзера (и короткие патрубки) должны, при соединении вместе, работать как
продолжение эксплуатационных и межколонных проходных каналов от подводной елки или трубодержателя до
поверхности. Их основной функцией должно быть удерживание скважинных флюидов во время работ по
заканчиванию скважины или ремонтных работ в скважине, обеспечивая при этом вертикальный доступ к
эксплуатационному и межколонному проходам для выполнения операций с использованием инструментов на
тросе или гибких трубах.
Стандартные соединения райзера должны иметь идентичные соединители, чтобы обеспечить соединение
любых специальных секций, таких как переходное соединение BOP, силовая секция, натяжная секция, секция
скольжения и переходное соединение надводной елки.
Для подачи гидравлической энергии и электрических сигналов/питания для выполнения функций
подводной елки и трубодержателя могут использоваться управляющие шлангокабели. Должны быть
установлены соответствующие хомуты для шлангокабелей для крепления шлангокабеля (шлангокабелей) к
секции райзера на указанном расстоянии друг от друга.
Секции райзера не должны иметь незакрепленных деталей или деталей, которые могут освободиться во
время спуска и подъема.
Секции райзера, соединители и все приспособления должны быть рассчитаны на предотвращение
повреждений во время спуска и подъема.
Секции райзера должны быть рассчитаны на соединение в свечу из двух или более секций.
5.4.15
Натяжная секция
Натяжная секция должна включать, если возможно, переходное кольцо, предназначенное для
сопряжения с кольцом устройства натяжения райзера плавучего основания.
На плавучих основаниях, без системы натяжения райзера, натяжная секция должна быть снабжена
проушинами, или аналогичными элементами, обеспечивающими закрепление натяжных тросов от системы
натяжения плавучего основания. Должно использоваться достаточное число проушин, чтобы обеспечить
выравнивание с натяжными устройствами плавучего основания и минимизировать крутящий момент в системе
райзера. Альтернативно, проушины могут свободно поворачиваться вокруг натяжной секции с использованием
вертлюжного кольца, чтобы упростить выравнивание с натяжными устройствами плавучего основания.
Для плавучих оснований с турельной якорной системой или динамическим позиционированием
вертлюжное кольцо должно быть оборудовано подшипниками с низким коэффициентом трения. Крутящий
момент разъединения и спуска вертлюжного кольца в рабочих условиях должен быть достаточно низким, чтобы
не допустить нежелательного смещения натяжных устройств плавучего основания и нагрузки кручения на
райзер.
Секция должна обеспечивать непрерывность эксплуатационного и межколонного проходных каналов,
где применимо.
Верхний конец натяжной секции должен быть соединен с секцией скольжения или промежуточной
секцией (коротким патрубком).
Нижняя часть натяжной секции должна быть соединена со стандартной секцией райзера.
Натяжная секция, включая переходное кольцо, проушины и вертлюжное кольцо, должна быть
предназначена для следующего

выдерживать полный вес райзера C/WO, включая нижний соединительный узел райзера для
ремонтных работ в скважине, елку, влияние избыточного натяжения и динамические воздействия;

устройства;
компенсировать асимметричное натяжение, вызванное отказом, как минимум, одного натяжного

основания;
компенсировать асимметричные нагрузки из-за несоосности натяжных тросов плавучего
58
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

если применимо, компенсировать статическое и динамическое влияние кольца устройства
натяжения райзера. Также необходимо учитывать воздействие нагрузки в результате периодического или
постоянного нахождения кольца натяжного устройства в зоне заплеска;

если применимо, компенсировать воздействие крутящего момента из-за сопротивления
кручению вертлюжного кольца или натяжного кольца плавучего основания.
5.4.16
Секция скольжения (упрочненная противоизносная)
Если установлена, секция скольжения или упрочненная противоизносная секция должна представлять
собой защитную втулку, которая устанавливается в роторном столе. Если не согласовано иначе, втулка должна
быть съемной, чтобы обеспечивать контроль и обслуживание расположенных внутри нее труб. Длина должна
быть достаточной, чтобы пройти через роторный стол, отклонитель и шаровое соединение, включая удлинение,
обеспечивающее перемещения плавучего основания относительно колонны райзера.
Наружный профиль защитной втулки должен быть гладким, чтобы не допускать прихватывание секции
скольжения при перемещениях внутри роторного стола в случае вертикальных колебаний плавучего основания.
Следует предусмотреть пониженное сопротивление изгибу, создаваемое втулками, чтобы уменьшить
изгибающие моменты, возникающие в соединенных секциях райзера. Могут применяться сплошные или
сегментированные втулки.
Если не указано иначе, секция скольжения должна быть снабжена стандартными соединителями
райзера. Верхний конец скользящей втулки соединен с переходным соединением надводной елки. Нижний конец
скользящей втулки может быть соединен с натяжной секцией или с промежуточной секцией (коротким
патрубком).
Управляющий шлангокабель может проходить параллельно секции скольжения. В этом случае он
должен либо проходить внутри наружной втулки или соответствующим образом закрепляться снаружи в
специальном желобе или углублении на втулке, чтобы не допустить повреждение шлангокабеля при его
прохождении через роторный стол, отклонитель и шаровое/гибкое соединение.
Особое значение должно быть уделено упрощенному обслуживанию и установке в полевых условиях.
5.4.17
Переходное соединение надводной елки
Верх переходного соединения надводной елки соединяется с нижним соединением надводной елки. Это
соединение может быть фланцевым, резьбовым или другим фирменным соединением, которое определяется
конструкцией надводной елки. Нижняя часть переходного соединения надводной елки соединена с секцией
скольжения с использованием соответствующего соединения райзера. В качестве альтернативы, переходное
соединение надводной елки может быть выполнено заодно с секцией скольжения.
Переходное соединение должно быть максимально коротким.
5.4.18
Надводная елка
Надводная елка должна предоставлять технические средства для закрытия эксплуатационного потока и
глушения скважины.
Надводная елка должна иметь вертикальную конструкцию со сквозными проходными каналами. Число
проходных каналов должно соответствовать конструкции райзера C/WO и условиям его эксплуатации.
Вертикальный канал (каналы) должен
инструментов, спускаемой на тросе/гибких трубах.
обеспечить
беспрепятственное
прохождение
колонны
Конфигурация арматуры надводной елки должна включать, как минимум, по одному клапану на каждом
вертикальном канале и по одному боковому клапану для каждого канала, если не определено иначе покупателем.
Все клапаны должны управляться дистанционно. Боковые клапаны должны управляться дистанционно, быть
отказобезопасными с двусторонней герметизацией. Коренные и/или коронные клапаны елки должны
управляться дистанционно, оставаться в исходном положении при отказе и обеспечивать двустороннюю
герметизацию.
Время закрытия эксплуатационного бокового клапана должно соответствовать требованиям технологии
технологической остановки скважины.
Конструкция надводной елки должна соответствовать требованиям ISO 10423 или эквивалентного
документа.
Надводная елка должна контролироваться шаблоном в соответствии с требованиями ISO 10423 или
эквивалентного документа.
Боковые отвод и отводы линии глушения следует располагать под углом 90° вниз. Отводы должны
иметь возможность подключения гибких труб или вертлюжных соединений. В конструкции отводов должны
59
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
быть учтены нагрузки от изгиба, натяжения и срезания, создаваемые трубными гибкими соединителями, в
комбинации с внутренним давлением.
Надводная елка должна включать мониторинг давления в вертикальном канале (каналах).
Надводная елка должна быть в состоянии поднять всю колонну райзера C/WO, включая систему
трубодержателя или елки, и удовлетворять требованиям “избыточного натяжения” для подтверждения
правильной посадки и крепления подводного оборудования.
Верх надводной елки должен удерживать переходник для троса/гибких труб. Переходник для
троса/гибких труб может быть независимым или выполнен заодно с елкой.
В конструкции надводной елки должны быть учтены изгибающие нагрузки, создаваемые переходником
для троса/гибких труб.
Верхнее натяжение райзера обычно должно прикладываться через один из следующих элементов:

натяжное кольцо, встроенное в надводную елку;

натяжная рама надводной елки, закрепленная на надводной елке или переходнике для
троса/гибких труб;

элеватор обсадных труб, закрепленный на переходнике для троса/гибких труб;

проушины, предусмотренные на блоке надводной елки.
Если натяжное кольцо встроено в конструкцию надводной елки, то должно учитываться число точек
натяжения, способность кольца поворачиваться и возможность боковых нагрузок. Натяжное кольцо должно
упростить использование штропов элеватора или высокопрочных канатных стропов. Размер проушин должен
быть достаточным для необходимых нагрузок натяжения.
Если предусмотрена натяжная рама надводной елки, она должна быть рассчитана на любые реальные
условия нагружения. Натяжная рама должна обеспечить сохранение допустимых пределов для всех нагрузок и
деформаций оборудования, установленного в верхней части надводной елки (т.е. BOP для гибких труб и
устьевая головка для колонны гибких труб).
Оборудование надводной елки с встроенным переходником для троса/гибких труб должно иметь на
переходнике профиль для стандартного элеватора обсадных труб. Наружный диаметр и упорный фланец в этом
случае должны быть совместимы со стандартными муфтами обсадной колонны такого же размера.
Надводная елка, оборудованная проушинами для закрепления штропов элеватора или высокопрочных
канатных стропов должна иметь проушины достаточного размера для необходимых нагрузок натяжения.
Конструкция надводной елки и ее принадлежности должны обеспечивать безопасную и эффективную
погрузку-разгрузку на пол и с пола буровой установки.
Надводная елка должна быть оборудована средствами защиты, чтобы не допустить повреждений во
время погрузочных работ.
Надводная елка должна быть оборудована платформой (платформами) для безопасной работы.
В нижней части надводной елки должно быть предусмотрено сопряжение с переходным соединением
надводной елки.
5.4.19
Переходник для троса/гибких труб
Переходник для троса или гибких труб должен использоваться для соединения BOP для троса/гибких
труб и лубрикаторов с надводной елкой или непосредственно с райзером.
Переходник может быть выполнен заодно с надводной елкой или райзером, или отдельно.
Верхняя часть переходника должна иметь резьбовое соединение, фланцевый или специальный
соединитель. Для операций с инструментами на тросе предпочтительнее резьбовое соединение. Для операций с
инструментами, спускаемыми на гибких трубах, предпочтительнее фланцевый или специальный соединитель.
Соединение должно быть квалифицировано для всех соответствующих нагрузок свинчивания/развинчивания,
давлений, температур и внешних нагрузок.
Переходник должен быть снабжен профилем для сопряжения со стандартным элеватором обсадных
труб. Наружный диаметр и упорный фланец в этом случае должны быть согласованы со стандартными муфтами
обсадной колонны такого же размера. Переходник должен быть в состоянии поддерживать герметичность
конструкции между BOP для троса/гибких труб и переходником в условиях эксплуатации.
60
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
5.4.20
Натяжная рама надводной елки
Натяжная рама должна удерживать райзер C/WO на компенсаторе вертикальной качки талевого блока.
Натяжная рама обычно должна удерживать райзер C/WO либо над, либо под блоком надводной елки.
Натяжная рама должна быть в состоянии поднять полную колонну C/WO райзера, включая систему
трубодержателя или подводной елки, и удовлетворять требованиям “избыточного натяжения” для
подтверждения правильной посадки и крепления подводного оборудования. Кроме того, стойкость натяжной
рамы к осевым нагрузкам должна быть не менее чем у секций райзера C/WO.
Изготовитель должен определить (на основе общего анализа райзера) необходимое сопротивление
натяжной рамы изгибу. Общий анализ должен включать динамические и статические воздействия.
Необходимый расчетный срок эксплуатации натяжной рамы должен быть документально оформлен в
общем анализе системы райзера C/WO.
Натяжная рама должна иметь достаточную высоту, чтобы не препятствовать установке оборудования
для работы с инструментами на тросе/гибкими трубами. Следует предусмотреть возможность обслуживания и
крепления/освобождения компоновки низа бурильной колонны в раме.
Рама должна содержать рабочее окно, через которое могут работать устройство захвата и подачи
колонны гибких труб, установка для работ в скважине под давлением и BOP независимо от перемещения
плавучего основания.
Конструкция рамы должна допускать относительное вращение между рамой и надводной елкой. Обычно
следует предусматривать поворот на 90° вокруг вертикальной оси.
Рама должна быть оборудована рабочей платформой (платформами) для доступа к соответствующим
рабочим зонам.
Рама должна иметь систему для направления и предупреждения горизонтального перемещения головки
подачи колонны гибких труб во время эксплуатации.
Рама должна поставляться со стационарно установленной лебедкой для монтажа оборудования для
работы с инструментом на тросе/гибких трубах и другим подвесным оборудованием. Лебедка должна
управляться дистанционно с рабочей платформы на натяжной раме и/или с пола буровой установки. Лебедка
должна быть в состоянии осуществлять подъем со скоростью, превышающей скорость вертикальных колебаний
плавучего основания. Грузоподъемность лебедки должна, как минимум, на 30 % превышать максимальный
поднимаемый вес (т.е. устройство подачи колонны гибких труб, наиболее тяжелой компоновки низа бурильной
колонны, усилие, необходимое для размыкания быстроразъемного соединения головки для гибких труб, и т.п.).
Рама должна иметь гидравлический подъемник для работы на высоте, управляемый дистанционно с
рабочей платформы на натяжной раме и/или с пола буровой установки.
Должны быть предусмотрены крепления ремней безопасности для персонала в необходимых зонах.
5.4.21
Вертлюг
В колонну райзера C/WO может быть включен вертлюг, работающий под давлением и обеспечивающий
возможность относительного вращения между райзером и судном для ремонтных работ в скважине. Основной
задачей вертлюга должно быть удержание постоянной ориентации надводной елки и натяжной рамы надводной
елки относительно пола буровой установки. Относительные вращения обычно возникают во время посадки
трубодержателя и из-за колебаний в ориентации плавучего основания с динамическим позиционированием.
Вертлюг должен располагаться между надводной елкой и секцией скольжения.
Диапазоны рабочих давлений и температур
соответствующие диапазоны надводной елки.
вертлюга
должны
совпадать
или
превышать
Резервированные упругие или эластомерные уплотнения (основные плюс дополнительные) должны
использоваться для обеспечения герметичности относительно добываемых и нагнетаемых флюидов.
Поверхности уплотнения должны иметь коррозионно-стойкие наплавки.
В корпусе подшипника вертлюга должно быть предусмотрено разгрузочное устройство для сброса
давления на случай утечки на уплотнениях каналов.
Крутящий момент развинчивания вертлюга и рабочий крутящий момент должны обеспечивать
свободное вращение. Когда устанавливается сопротивление вертлюга вращению, должна быть учтена жесткость
колонны райзера на кручение и сопротивление кручению вертлюжного кольца натяжной секции, кольца системы
натяжения райзера, элеватора и вертлюга верхнего привода.
61
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Вертлюг должен быть рассчитан на выдерживание нагрузки при погрузочно-разгрузочных работах с
надводной елкой и блоком секции скольжения от трубной палубы до пола буровой установки.
Вертлюг должен быть в состоянии выдерживать соответствующие расчетные нагрузки и комбинации
нагрузок, указанные в Разделе 6. Особое внимание должно быть уделено усталостным нагрузкам при работе в
режиме елки.
Вертлюг должен быть квалифицирован для применения, основанного на расчетах в комбинации с
квалификационными испытаниями, см. 6.6 и Приложение I.
5.4.22
Линия циркуляции межколонного пространства
Гибкая линия (линии) циркуляции может использоваться для обеспечения поступления флюида в
межколонное пространство. Линия (линии) малого диаметра обычно используется для циркуляции райзеров
C/WO, циркуляции в межколонном пространстве, повышения давления в межколонном пространстве и глушения
скважины. Линия (линии) циркуляции может быть включена в управляющий шлангокабель для ремонтных работ
в скважине.
Размер линии (линий) должен быть выбран с учетом возможности глушения скважины.
Номинальное давление линии (линий) должно быть не меньше, чем для райзера C/WO.
Давление испытания и минимальное давление разрыва должны соответствовать требованиям для линий
дросселирования и глушения скважин, определенным в API Spec 16C.
Линия циркуляции может иметь многослойную структуру без связующих слоев и со связующими
слоями.
Проектирование, выбор материалов, изготовление и испытания должны выполняться в соответствии с
требованиями API RP 17B для многослойной структуры со связующими слоями и ISO 13628-2 для многослойной
структуры без связующих слоев. Как минимум, должны быть выполнены следующие квалификационные
испытания:

испытание на разрыв под давлением;

испытание на растяжение;

испытание на раздавливание;

испытание циклическим гидростатическим давлением;

гидростатические испытания на смятие;

усталостные знакопеременные испытания на изгиб;

испытание на воздействие атмосферных условий.
5.4.23
Спайдер райзера
Спайдеры райзера должны устанавливаться на роторном столе или на верхней части главного вкладыша
ротора. Спайдер должен удерживать систему райзера C/WO, плюс вес всего подвешенного оборудования
системы трубодержателя или системы подводной елки во время выполнения свинчивания или развинчивания
соединения райзера.
Выдвижные захваты, вкладыши или клиновые плашки должны обеспечивать удерживание C/WO.
Спайдеры должны быть оборудованы соответствующими механизмами открывания/закрывания, с
ручным, гидравлическим или пневматическим управлением.
Спайдеры с ручным управлением должны быть рассчитаны с учетом “человеческого фактора”, чтобы не
допустить попадания пальцев или рук в зажимы или захваты.
Во время эксплуатации, следует обеспечить, чтобы все работы со спайдером выполнялись персоналом,
который находится на полу буровой установки.
Для гидравлических или пневматических спайдеров должны быть предусмотрены устройства
блокировки в открытом или закрытом положении, чтобы не допустить любого случайного срабатывания
спайдера.
Спайдеры, для которых необходима передача крутящего момента на роторный стол (требуемый для
резьбовых соединений райзера) должны быть предусмотрены пальцы, которые устанавливаются в отверстия
приводных пальцев для ведущей трубы или аналогичные.
Спайдеры, которые имеют поверхность скольжения, должны быть спроектированы на минимизацию
попадания грязи, мусора и буровых флюидов, которые могут повлиять на их работу.
62
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Конструкция спайдера должна предусматривать размещение шлангокабелей/управляющих линий, где
применимо.
Спайдер должен быть рассчитан на сопряжение по размеру и типу с роторным столом и вкладышами
ротора, указанными покупателем.
Должны быть учтены сопряжения всех инструментов, используемых во время заканчивания скважины и
ремонтных работ в скважине, включая инструмент для спуска трубодержателя, инструменты для свинчивания
труб, силовую секцию и т.п.
Конструкция спайдера должна учитывать следующие условия нагружения:

воздействие статических нагрузок от трубодержателя, эксплуатационной колонны, секций
райзера, подводной елки, нижнего узла райзера, инструмента для спуска подводной елки, силовой секции,
надводной елки и флюида для заканчивания скважины;

воздействие динамических нагрузок от воздействия окружающей среды в результате
перемещений плавучего основания и волн;

воздействие статических нагрузок от окружающей среды, определяемых течением и углами
отклонения шарового соединения бурового райзера;

ударные нагрузки;

передача крутящего момента при свинчивании и развинчивании соединений райзера;

номинальная нагрузка, расчетный коэффициент, квалификационные испытания и испытания на
максимально допустимую грузоподъемность спайдера должны соответствовать требованиям ISO 14693.
Эффективным средством снижения статических и усталостных нагрузок в случае подвешивания в
сложных погодных условиях может быть карданно-подвешенный спайдер. При использовании жесткого
спайдера в сложных погодных условиях должна быть обоснована допустимость статических и динамических
нагрузок на райзер.
Карданный шарнир должен быть рассчитан на максимальные вращения вокруг двух перпендикулярных
горизонтальных осей с максимальным подвешенным весом.
5.4.24
Инструменты для манипулирования и испытаний
Если не согласовано иначе, инструменты для манипулирования должны иметь замковые соединения в
соответствии с API Spec 7 в верхней части и соединение райзера в нижней части.
Как согласовано, инструменты для манипулирования могут быть рассчитаны для сопряжения с
элеваторами обсадных труб, если удерживаемые нагрузки выходят за пределы рабочих характеристик замковых
соединений, определенных в API Spec 7.
Инструменты для манипулирования должны допускать испытание райзера под давлением. Для
составных райзеров, заключенных в кожух, должны быть предусмотрены соединения управляющих линий,
которые позволяют испытывать и эксплуатировать управляющие линии трубодержателя при спуске райзера.
Длина инструментов для манипулирования должна быть минимальной, но достаточной для выполнения
свинчивания и развинчивания бурильных труб или элеватора обсадных труб и достаточной для сборки любых
управляющих или испытательных линий.
Инструменты для манипулирования должны выдерживать общий вес райзера (статический и
динамический), включая нагрузки от системы подвешенного трубодержателя и системы подводной елки.
Конструкция инструментов для манипулирования должна учитывать следующие условия нагружения:

горизонтальное и вертикальное перемещение секций райзера;

вертикальные нагрузки при подвешивании (т.е. секции райзера, посадочная колонна,
трубодержатель, эксплуатационная колонна, подводная елка, нижний соединительный узел райзера для
ремонтных работ в скважине, вес флюида для заканчивания скважины, избыточное натяжение);

воздействие перемещения плавучего основания, волновые нагрузки и течение.
Номинальные нагрузки, расчетный коэффициент, квалификационные испытания и испытания на
максимально допустимую грузоподъемность инструментов для манипулирования должны соответствовать
требованиям ISO 13535.
63
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
5.4.25
Хомуты шлангокабеля
Хомуты шлангокабеля могут быть постоянно закреплены на райзере C/WO или быть отдельными
принадлежностями.
Хомуты шлангокабеля должны быть рассчитаны на следующее:

эксплуатация в открытом море и внутри бурового райзера;

обеспечение достаточного усилия зажима для удержания веса наполненного шлангокабеля
(шлангокабелей) между хомутами. Необходимое усилие зажима должно учитывать допуск на наружный диаметр
шлангокабеля, рабочий коэффициент трения наружной оболочки шлангокабеля, относительное уменьшение
наружного диаметра под действием усилия зажима и внешнего гидростатического давления;

надежность, быстрота и простота использования с минимальным износом/истиранием
шлангокабеля (шлангокабелей);

обеспечение беспрепятственного спуска и извлечения через роторный стол, спайдер райзера и
буровой райзер;

обеспечение защиты шлангокабеля во время спуска, извлечения и эксплуатации внутри
бурового райзера;

обеспечение подвески райзера C/WO внутри бурового райзера во время шторма;

извлечение потерянных деталей, упавших в буровой райзер.
Для неапробированных конструкций хомутов должны проводиться квалификационные испытания. Во
время испытаний следует моделировать ожидаемые или более сложные условия эксплуатации.
5.4.26
Прочие вспомогательные компоненты
Прочие и специальные вспомогательные компоненты включают, в числе прочего, инструменты для
свинчивания-развинчивания, модули плавучести, карданные шарниры и вспомогательные роторы.
Обычно эти компоненты предназначаются для сопряжения с секциями райзера C/WO, с учетом
соответствующего типа соединителей райзера, типа райзера и глубины воды.
Инструменты для свинчивания (например, ключи, механические ключи или гидравлические ключи)
должны быть спроектированы в соответствии с их назначением. При проектировании таких инструментов
должны учитываться максимальные усилия
при свинчивании и развинчивании соединений райзера.
Дополнительно должны учитываться метод и простота манипулирования на палубе (т.е. точки подъема).
Модули плавучести должны быть рассчитаны на максимальную глубину воды для райзера и должны
выдерживать нормальные нагрузки при манипулировании и нагрузке от воздействия окружающей среды. Тип
крепления к райзеру должен быть надежным и простым в использовании. Размер модулей должен быть
регулируемым и должен быть согласован. Упорные кольца секций райзера должны передавать нагрузки
плавучести. Строповые и болтовые крепления должны быть коррозионно-стойкими.
Вспомогательные роторы должны предусматривать отверстие, которое позволяет устанавливать
вспомогательный ротор на колонне (колоннах) труб. В верхней части вспомогательного ротора должен быть
предусмотрен раструб под клинья. Вспомогательные роторы должны устанавливаться под прямым углом к
роторному столу/вкладышу. Вспомогательный ротор должен быть рассчитан на выдерживание
комбинированных нагрузок от веса системы райзера, веса эксплуатационной колонны и перемещения плавучего
основания. Номинальные нагрузки, расчетный коэффициент и испытания на максимально допустимую
грузоподъемность вспомогательного ротора должны соответствовать требованиям ISO 14693.
5.5
5.5.1
Система управления ремонтом скважины
Общие положения
Система управления ремонтом скважины должна обеспечить средства для дистанционного управления
всеми функциями оборудования для заканчивания/ремонта скважин, включая инструменты и системы
подводной елки во время следующих этапов и операций:

скважины;
64
установка, извлечение
и испытание трубодержателя и систем забойного оборудования
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

установка, извлечение и испытание системы подводной елки и вспомогательного опорного
оборудования;

начальные операции по заканчиванию скважины и последующие ремонтные работы в скважине
в процессе периода ее эксплуатации;

технологический останов;

аварийный останов;

аварийная расстыковка.
Система управления ремонтом скважины должна упрощать штатную и аварийную остановку, штатную и
аварийную расстыковку в автоматической последовательности при активизации с судна по ремонту скважин.
Система управления ремонтом скважины должна обеспечивать подачу метанола.
5.5.2
Виды отказов
Система должна быть разработана таким образом, что отдельный отказ не приведет к недопустимому
риску для безопасности персонала, окружающей среды и финансовым потерям.
Основной задачей должно быть проектирование системы, в которой ни один отдельный отказ не
приведет к общему отключению системы или не будет препятствовать обеспечению безопасности скважины. В
проекте должна быть учтена возможность раннего распознавания отказа или резервирование для критических
компонентов, которые не могут быть разработаны в соответствии с таким принципом.
Система должна быть разработана таким образом, что любой отказ системы или повреждение
компонентов, оказывающих влияние на способность выполнять операции или управляющие функции, должны
обеспечивать автоматический переход системы в безопасное положение. Это может быть применено к
отключению электропитания, подачи гидравлического питания, подачи пневматического питания или системы
управления, или полного отказа частей системы.
5.5.3
Меры безопасности
При выполнении судном для ремонта скважины контроля скважины с помощью системы управления
ремонтом, эксплуатационная установка не должна иметь возможность влиять на функции управления
скважиной, на которой ведутся работы. Система управления добычей может использоваться для управления
ремонтными работами, в случае если предусмотрен основной контроль с судна для ремонта скважины.
Система управления ремонтом скважины должна соответствовать нормативным требованиям к вопросам
безопасности и резервирования.
При проектировании, изготовлении, установке и эксплуатации системы управления ремонтом скважины
должна рассматриваться общая конфигурация судна для ремонтных скважины с точки зрения классификации зон
и общей методологии безопасности.
5.5.4
Меры защиты
В проекте системы должно быть уделено особое внимание снижению возможности и последствий
ошибок оператора. Это может, например, относиться к обеспечению безопасности функционирования
соединительных систем (например, соединителей подводной елки, инструмента для спуска елки, подводной
испытательной елки и инструмента для спуска трубодержателя) во время манипулирования и в случаях
повторного соединения, блокировке арматуры в открытом положении во время выполнения операций с
использованием инструментов, спускаемых на тросе или гибких трубах, и блокировке функций, которые могут
привести к возникновению опасных ситуаций. Может быть предусмотрена защита путем принудительной
блокировки соединителей, механического ручного переключения арматуры в открытое положение,
взаимоблокировки функций, автоматической выдержки времени последовательности выполнения функций,
защитного покрытия панелей управления и защитных крышек на кнопках управления. В случае
взаимоблокировки, должна быть предусмотрена возможность ручного переключения в любой момент.
Должна быть предусмотрена возможность обеспечения работы системы управления с автономных
панелей, расположенных в заданных местах. Должна быть обеспечена невозможность одновременного
управления оборудованием с нескольких мест. Проект системы должен предусмотреть, что функции аварийного
закрытия в критической ситуации и расстыковки могут быть выполнены в любой момент со всех
предусмотренных мест.
5.5.5
Функции закрытия и расстыковки
Система управления ремонтом скважины должна включать необходимые функции автоматического
последовательного закрытия и расстыковки модулей, выполняемые с надводных панелей управления. Обычно
должны быть предусмотрены два уровня функции закрытия (технологическое и аварийное закрытие) и
65
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
аварийной расстыковки. Последовательность и согласование по времени каждой отдельной функции, входящей в
состав автоматической операции, должны обеспечивать предотвращение возникновения опасной ситуации.
Технологическое закрытие должно предусматривать изоляцию C/WO от технологического оборудования
ремонтного судна. Обычно, технологическое закрытие должно включать закрытие арматуры на отводящей
линии надводной елки.
Аварийное закрытие должно состоять в последовательном срабатывании барьерных элементов.
Последовательность закрытия барьерного элемента должна учитывать наличие гибких труб и троса и
результаты срезания и падения или подъема гибких труб и троса.
Аварийная расстыковка должна состоять в последовательном срабатывании барьерных элементов с
последующей расстыковкой на уровне, расположенном выше верхнего барьера (например, блока аварийной
расстыковки или замка подводной испытательной елки).
Система управления ремонтом скважины должна быть рассчитана на выполнение аварийного закрытия в
пределах допустимого времени срабатывания, установленного на основе общей оценки возможных аварийных
ситуаций и их последствий.
Система управления ремонтом скважины должна быть рассчитана таким образом, чтобы аварийная
расстыковка могла быть выполнена в пределах интервала времени, определенного в соответствии с развитием
непредвиденных ситуаций на ремонтном судне (например, нарушение позиционирования), после установки
противовыбросового барьера.
В случае незапланированной расстыковки все функции отказоустойчивости должны автоматически
перейти в безопасное положение.
Система должна быть рассчитана на минимизацию поступления внешних флюидов (т.е. морской воды и
содержимого бурового райзера) в гидравлические управляющие контуры отстыкованных модулей (т.е., блока
аварийной расстыковки, нижнего соединительного узла райзера для ремонтных работ, подводной испытательной
елки и т.п.) в результате расстыковок.
5.5.6
Общие требования
Система управления ремонтом скважины обычно должна использоваться для управления модулями,
перечисленными в Таблице 6.
Таблица 6 — Типовые модули, контролируемые системой управления ремонтом скважины
Режим работы с трубодержателем
Режим работы с елкой
Надводная елка
Надводная елка
Лубрикаторная арматура
Лубрикаторная арматура
Удерживающая арматура
Удерживающая арматура
Подводная испытательная елка
Блок аварийной расстыковки
Инструмент для спуска трубодержателя
WCT-BOP
Трубодержатель
Инструмент для спуска елки
Инструмент для спуска колпака елки
Подводная елка
Внутренний защитный колпак елки
Внутренний защитный колпак елки
Подводная елка
Скважинный мониторинг и функции регулирования дебита
Скважинный мониторинг и функции регулирования дебита
SCSSV
SCSSV
—
Система управления ремонтом скважины обычно состоит из следующих модулей:
66

агрегат высокого давления;

главная панель управления;

панель дистанционного управления;

панель технологического закрытия;

панель аварийного закрытия скважины;
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

модуль управления райзером;

модуль управления ремонтом скважины;

шлангокабель;

лебедки шлангокабеля.
Кнопки функции аварийного закрытия скважины и аварийной расстыковки должны быть четко
идентифицированы и расположены на главной панели управления, панели дистанционного управления и
панелях аварийного закрытия.
Панели дистанционного управления должны быть расположены на полу буровой установки,
предпочтительно в кабине оператора.
Панели аварийного закрытия скважины должны быть расположены на основных маршрутах эвакуации
или мостках.
Панель технологического закрытия скважины должна быть расположена в зоне испытания скважины.
В случае наличия общих функций управления между системами управления ремонтом скважины и
эксплуатацией, управляющие флюиды должны быть идентичны и должны соответствовать одинаковым
требованиям к чистоте и характеристикам.
Для поддержания выполнения функций управления при отказе основной системы энергоснабжения
должна быть предусмотрена система бесперебойного питания. Система бесперебойного питания должна
обеспечивать штатное выполнение функций управления в течение 30 мин и последующего аварийного закрытия
скважины и аварийной расстыковки в течение 1 ч после отключения питания.
Все электрооборудование должно быть разработано в соответствии с требованиями для зоны
взрывоопасности 1, категории взрывозащиты по газу IIB и класса температур T3 в соответствии с IEC 60089-0.
Должен быть предусмотрен анализ гидравлического/электрического отклика для подтверждения
правильного выбора параметров компонентов для использования в заданном диапазоне глубины воды. Анализ
должен подтвердить, что проект обеспечивает необходимый отклик для последовательностей закрытия
скважины и аварийной расстыковки.
Все гидравлические линии, трубы и шланги должны соответствовать требованиям ISO 13628-6:2000,
7.3.1.3.
Надводные и подводные аккумуляторы должны соответствовать требованиям ASME Правила для котлов
и сосудов под давлением, Секция VIII, Раздел 1, и BS 7201, Часть 1, и ISO 10945.
Точность манометров давления и датчиков должна находиться в пределах  1 % максимального
значения шкалы или более высокой.
Защитные панели должны быть предусмотрены для всех внешних панелей управления, сопряжений
шлангокабелей и многоканальных соединительных панелей для предупреждения повреждений и/или загрязнения
разъемов при транспортировке и использовании.
Система управления ремонтом скважины должна быть рассчитана на соответствие условиям
окружающей среды открытой палубы конкретного судна для ремонта скважин.
Оборудование должно быть ударопрочным и виброустойчивым, чтобы выдерживать обычную
транспортировку и перемещения судна.
Все блоки должны быть установлены на салазках и рассчитаны на выполнение подъемно-транспортных
операций в морских условиях и манипулирования на берегу с помощью вилочного подъемника или крана.
Все блоки, которые должны подниматься, должны быть оборудованы подъемными проушинами и
грузоподъёмным приспособлением, сертифицированными для подъема в морских условиях.
На всех блоках должны быть предусмотрены морские крепления, способные выдерживать 45° крен.
Все закрытые рабочие зоны/контейнеры должны иметь два отдельных выхода для персонала.
5.5.7
Агрегат высокого давления
Агрегат высокого давления должен включать в себя насосы, аккумуляторы низкого и высокого
давления, расходный и возвратный резервуары, устройства промывки/фильтрации и панель
управления/аварийной сигнализации агрегата высокого давления.
Агрегат высокого давления должен быть в состоянии поставлять гидравлическую энергию для
выполнения всех необходимых функций инструментов в пределах заданного времени отклика.
67
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Конструкция должна в максимально возможной степени обеспечивать изоляцию и обслуживание
компонентов без нарушения штатной работы системы.
Должны быть установлены стационарные манометры для измерения давления на входе (коллектор) и
давления на выходе (регулируемое).
В составе агрегата высокого давления следует предусмотреть контур высокого давления для SCSSV и
других функций высокого давления и контур низкого давления для работы арматуры и соединителей, если не
определено иначе.
Во всей системе для каждого класса давлений должны использоваться фитинги одного типа.
Агрегат высокого давления должен хранить и поддерживать заданный гидравлический управляющий
флюид установленной чистоты. Флюид должен соответствовать тем же стандартам, что и флюид, используемый
в системе управления добычей.
Емкости для флюида гидравлической системы должны быть оборудованы визуальными индикаторами
уровня предпочтительно с аудиовизуальной сигнализаций низкого и аварийно низкого уровня.
Емкости для гидравлической системы должны быть изготовлены из нержавеющей стали, оборудованы
циркуляционным насосом (насосами) и фильтрами для промывки/заливки нового флюида из бочек. Точки отбора
проб должны быть расположены в самой нижней точке емкости и на насосе. Флюиды системы управления из
возвратных линий должны быть отфильтрованы и очищены перед повторным поступлением в подающую
систему или направлены в емкость для отходов.
Для обеспечения необходимой чистоты флюида должны быть предусмотрены резервирующие фильтры.
Они должны легко заменяться с минимальным риском загрязнения системы. Должен быть предусмотрен
индикатор засорения фильтра. В случае использования в системе гидравлического масла должен быть
предусмотрен отвод воды.
Насосная система должна быть в состоянии в течение 15 минут обеспечивать давление в палубных
аккумуляторах и поддерживать его при всех рабочих режимах.
Должны быть предусмотрены аккумуляторы для систем высокого и низкого давления.
Аккумуляторы для систем высокого давления должны обладать достаточными возможностями для
пятикратного приведения в действие SCSSV плюс резерв 50 % до того, как будет достигнуто минимальное
рабочее давление системы без зарядки с использованием насоса.
Аккумуляторы для систем низкого давления должны обладать достаточными возможностями для
выполнения всех приведенных далее функций системы:
а)
операции нижнего соединительного узла райзера для ремонтных работ в скважине: приведение в
действие подводной арматуры и арматуры WCT-BOP (закрытие-открытие-закрытие + 25 % операции закрытия)
до достижения минимального рабочего давления системы;
б)
операции трубодержателя: приведение в действие арматуры подводной елки, удерживающей
арматуры и лубрикаторной арматуры (закрытие-открытие-закрытие + 25 % операции закрытия) до достижения
минимального рабочего давления системы.
Для последней функции закрытия должно быть достаточно мощности давления для выполнения
срезания колонны гибких труб с геофизическим кабелем внутри, (как определено покупателем) и окончательной
расстыковки райзера.
Если отдельные аккумуляторы расположены на нижнем соединительном узле райзера для ремонтных
работ в скважине или на посадочной колонне, то они также могут быть включены в расчеты объемов.
Для аккумуляторов следует предусмотреть индивидуальную визуальную индикацию низкого давления
азота.
Максимальный уровень шума не должен превышать ограничений, предусмотренных требованиями
регламентирующих органов.
5.5.8
Главная панель управления
Главная панель управления должна быть рассчитана на обеспечение распределения подачи
гидравлической энергии от агрегата высокого давления к управляющим шлангокабелям.
Главная панель управления должна включать дисплей с представлением мнемосхемы общей компоновки
системы, управляемого оборудования и соответствующих функций. Должны быть доступны все функции
подводной елки, посадочной колонны и инструмента для спуска с сигналами для контроля выходных параметров
каждой функции.
68
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Для каждой функции должны быть предусмотрены индикаторы/манометры давления для контроля
выходных параметров давления и контроля давления в функциональной линии. Все функции, связанные с
испытанием под давлением, должны быть оборудованы изолирующей арматурой для изоляции внешних
контуров и устройством контроля давления для регистрации данных испытания. Сторона на входе изолирующей
арматуры должна быть разгружена перед началом испытания под давлением.
Непредусмотренное срабатывание соединителей во время спуска должно быть невозможным.
Критические функции, такие как разъединение соединителей и закрытие срезающих плашек, должны быть
защищены системой блокировки или защитными крышками, или изоляцией соответствующих гидравлических
линий.
Все органы управления и индикаторы должны быть снабжены соответствующими этикетками, и все
компоненты должны быть рассчитаны на условия эксплуатации.
5.5.9
Панель дистанционного управления
Панель дистанционного управления должна быть предназначена для выполнения функций
технологического закрытия скважины, аварийного закрытия скважины, аварийной расстыковки и других
функций, определенных покупателем.
Панель дистанционного соединения должна иметь электрическое соединение с главной панелью
управления. Электрические кабели должны иметь достаточную длину для прямого подключения к главной
панели управления.
Панель дистанционного управления должна работать как вспомогательное устройство главной панели
управления. Включение панели должно контролироваться селекторным переключателем на главной панели
управления. Индикаторы включения панели должны быть расположены на обеих панелях.
Должна быть предусмотрена система контроля кабеля для уведомления оператора о повреждении
кабеля. В случае повреждения кабеля панели дистанционного управления, автоматически включается главная
панель управления.
5.5.10
Панель аварийного закрытия скважины
Панель (панели) аварийного закрытия скважины должна быть предусмотрена для выполнения функций
технологического закрытия скважины, аварийного закрытия скважины и аварийной расстыковки.
Панель аварийного закрытия скважины должна иметь электрическое соединение с главной панелью
управления. Электрические кабели должны иметь достаточную длину для прямого подключения к главной
панели управления.
Должна быть предусмотрена система контроля кабеля для уведомления оператора о повреждении
кабеля.
Должны быть предусмотрены индикаторные лампы для индикации функционального состояния.
5.5.11
Панель технологического закрытия скважины
Панель технологического закрытия скважины должна начинать процесс закрытия.
Система управления ремонтом скважины должна иметь соединение с палубной системой аварийного
закрытия скважины во время испытания скважины, чтобы начать процесс закрытия при получении сигнала на
закрытие. Отсутствие сигнала должно приводить к закрытию скважины.
Панель технологического закрытия скважины должна иметь электрическое соединение с главной
панелью управления или панелью дистанционного управления. Электрические кабели должны иметь
достаточную длину для прямого подключения.
Должна быть предусмотрена система контроля кабеля для уведомления оператора о повреждении
кабеля.
Должны быть предусмотрены индикаторные лампы для индикации функционального состояния.
5.5.12
Модуль управления райзером
Электропневматическая система модуля управления райзером, установленная на поверхности или
внутри райзера C/WO, может использоваться в режиме трубодержателя для управления выполнением функций
посадочной колонны и забойного оборудования.
Модуль управления райзером обычно должен включать в себя гидравлические муфты, электрические
штыревые соединители, распределительную арматуру с гидравлическим управлением и электронное
оборудование.
69
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Модуль управления райзером должен быть рассчитан на условия эксплуатации внутри бурового райзера.
Особое внимание должно быть уделено рабочей температуре, наружному давлению окружающей среды,
флюидам бурового райзера, нагрузкам от толчков, ударов и вибрации, возникающим при транспортировке,
манипулировании на трубной палубе и полу буровой установки, функциональных испытаниях на полу буровой
установки, затаскивании в вышку, спуске или подъеме при подвешивании в штормовых условиях.
Проектирование модуля управления райзером должно осуществляться в соответствии с 5.5.14.
5.5.13
Модуль управления ремонтом скважины
Электропневматическая система модуля управления ремонтом скважины может использоваться в
режиме работы с елкой для управления выполнением функций нижнего соединительного узла райзера для
ремонтных работ в скважине, елки и забойного оборудования.
Модуль управления ремонтом скважины должен быть установлен на блоке аварийной расстыковки или
выше блока аварийной расстыковки.
Модуль управления ремонтом скважины обычно должен включать в себя гидравлические муфты,
электрические штыревые соединители, распределительную арматуру с гидравлическим управлением и
электронное оборудование.
Модуль управления ремонтом скважины должен быть разработан для выполнения операций в режиме
работы с елкой. Особое внимание должно быть уделено рабочей температуре, наружному давлению
окружающей среды, нагрузкам от толчков, ударов и вибрации, возникающим при транспортировке,
манипулировании на трубной палубе и полу буровой установки, функциональных испытаниях на полу буровой
установки, затаскивании в вышку, спуске или подъеме через зону периодического смачивания и при
подвешивании в штормовых условиях.
Проектирование модуля управления ремонтом скважины должно осуществляться в соответствии с
5.5.14.
5.5.14
Проектирование модулей управления
Проектирование модуля управления райзером и модуля управления ремонтом скважины должно
выполняться в соответствии со следующими положениями.
а)
системе.
Система должна быть отказобезопасной в случае отсутствия давления в гидравлической
б)
Проект системы должен предусматривать, что отсутствие электропитания и/или связи не
приведет к полному отключению системы или невозможности перевода скважины в безопасное состояние. Это
может быть обеспечено тем, что при отсутствии электропитания и/или связи система остается в текущем
состоянии.
в)
Отклик модуля управления должен соответствовать времени отклика, необходимого для
аварийного закрытия скважины и аварийной расстыковки.
г)
Модуль управления должен иметь скорость обмена данными с палубной системой,
соответствующую необходимому времени отклика системы аварийного закрытия скважины и аварийной
расстыковки.
д)
Следует предусмотреть, чтобы все активные электронные контуры были заключены в
газонаполненную оболочку с номинальным давлением в одну атмосферу для всех условий внешнего давления.
е)
Электрические элементы электрогидравлических компонентов должны быть смонтированы в
заполненных диэлектрической жидкостью корпусах с компенсированным давлением.
ж)
Должно использоваться электронное оборудование с полным резервированием.
з)
Управление всеми питающими и функциональными линиями может выполняться
электромагнитной арматурой с гидравлической блокировкой, возбуждаемой электрическими импульсами.
и)
Каждая линия гидравлического питания или функциональная линия должна контролироваться
внутренними датчиками давления.
к)
Модуль управления должен быть в состоянии обеспечивать обратную связь с палубной
системой для проверки правильности выполнения операции.
л)
Утечки в гидравлической
электрической/электронной системы
части
системы
не
должны
влиять
на
целостность
м)
Отработанная гидравлическая жидкость может возвращаться по специальным возвратным
линиям, предусмотренным в подающем шлангокабеле, и/или сбрасываться в окружающую среду через
внутреннюю систему обратной арматуры.
70
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
н)
Прямые гидравлические линии не должны иметь какой-либо регулирующей арматуры в составе
модуля управления.
о)
5.5.15
Каждая линия гидравлического питания должна иметь фильтр.
Шлангокабели и трубные гибкие соединители
Шланги шлангокабеля должны передавать необходимые функции управления и контроля от надводных
органов управления к подводным функциям. Передаваемые сигналы могут быть гидравлическими и
электрическими.
Управляющий шлангокабель должен представлять собой комбинированную структуру и содержать все
необходимые управляющие и контрольные линии, необходимые для системы ремонтных работ в скважине в
заданном режиме эксплуатации.
Шланги шлангокабеля и трубные гибкие соединители должны быть в состоянии удовлетворять все
заданные гидравлические и электрические требования.
Шлангокабель должен иметь достаточную механическую прочность, чтобы внутренние шланги и
электрические кабели были в состоянии выдерживать статические и динамические нагрузки, возникающие во
всех заданных режимах работы системы ремонтных работ в скважине.
Выбранный материал шлангов должен быть совместимым с указанным управляющим флюидом.
Материалы, используемые для герметизации шлангокабеля, в случае пожара не должны выделять
вредные газы.
Размеры шлангов должны быть такими, чтобы обеспечивать достаточный объемный поток для
достижения минимально требуемого рабочего времени функционирования арматуры и соединителей. Размеры
шлангов должны быть верифицированы выполнением анализа гидравлического отклика.
Следует предусмотреть в шлангокабеле минимум одну запасную линию, если покупателем не указано
иначе.
Ограничители изгиба должны быть закреплены на шлангокабеле и сопряжениях, а сопряжения
отдельных шлангов должны быть защищены от случайного повреждения.
Шлангокабель (шлангокабели) может быть закреплен хомутами на колонне райзера или отдельном
натянутом направляющем тросе.
Проектирование, изготовление и квалификация шлангокабеля должны соответствовать требованиям,
приведенным в ISO 13628-5.
5.5.16
Многоканальные соединительные панели
Шлангокабели и трубные гибкие соединители шлангокабеля должны заканчиваться многоканальными
соединительными панелями.
Многоканальные соединительные панели должны быть предназначены для быстрого соединения и
разъединения и обеспечивать направление, центрирование, ориентацию и гибкость для правильного
выравнивания соединителя и предотвращения его повреждения.
Многоканальные соединительные панели следует проектировать на ручное выполнение операций
соединения и разъединения.
Должен быть предусмотрен механизм блокировки, рассчитанный на выдерживание соответствующих
разъединяющих нагрузок. Замыкающий механизм должен включать блокирующий механизм для
предупреждения случайного разъединения.
Для подъема в правильном положении при сборке должна быть предусмотрена подъемная проушина.
5.5.17
Лебедка шлангокабеля
Лебедка шлангокабеля должна быть в состоянии выполнять маневры с полной длиной заполненного
флюидом шлангокабеля плюс 20 % дополнительной длины.
Лебедка должна иметь пневматический привод с подачей воздуха от имеющегося судна для ремонта
скважины или, альтернативно, гидравлический привод с питанием от агрегата высокого давления системы
управления ремонтом скважины, или электрический привод с питанием от доступного источника энергии судна.
Лебедка должна быть рассчитана на обеспечение достаточного крутящего момента и скорости для
эффективного функционирования.
Следует оборудовать лебедку поперечной направляющей системой возвратно-поступательного действия
для правильной намотки шлангокабеля на барабан при извлечении.
71
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Компоненты, необходимые для работы лебедки, следует монтировать на лебедке.
Следует устанавливать лебедку на салазках с защитной рамой и оборудовать для верхнего
четырехточечного подъема и манипулирования с использованием вилочного подъемника.
Привод лебедки следует оснастить органами управления для подачи вперед, назад и среднее для
остановки.
Должны быть предусмотрены надлежащая фильтрация, смазка и регулирование давления для системы
подачи воздуха/масла на барабан, чтобы защитить пневматический/гидравлический двигатель от избыточного
износа или повреждения.
Лебедка должна быть оборудована отказобезопасной системой торможения для остановки и
удерживания. Следует также предусмотреть независимый статический тормоз с ручным управлением. Тормоз
должен иметь тормозящее действие, достаточное для остановки и удерживания шлангокабеля при максимальном
рабочем натяжении.
Следует оборудовать лебедку быстроразъемной соединительной панелью для соединения с трубным
гибким соединителем.
На лебедке должна быть предусмотрена предохранительная система для блокировки привода барабана
во время соединения с трубным гибким соединителем.
Лебедка должна быть оборудована прямым соединением или многоканальной соединительной панелью,
изолирующей арматурой и манометрами для обеспечения давлением и изоляции выбранных инструментальных
функций. Следует разместить все функции на панели изоляции/контроля лебедки.
Следует оснастить лебедку дистанционным органом управления в дополнение к органам управления,
расположенным на барабане. Следует использовать дистанционный кабель управления длиной не менее 20 м
(65,6 фут).
5.5.18
Шкивы шлангокабеля
Для поддержания шлангокабеля во время установки, извлечения и эксплуатации должны быть
предусмотрены шкивы.
Шкивы должны быть предназначены для защиты шлангокабеля от превышения минимального радиуса
изгиба и должны обеспечивать плавное перемещение шлангокабеля.
Проушины шкивов и принадлежностей для закрепления шкивов должны иметь номинальную
грузоподъемность равную или превышающую сопротивление статическому разрыву при растяжении
шлангокабеля, который они удерживают.
5.5.19
Испытательное и вспомогательное оборудование
Система управления ремонтом скважины должна поставляться со всем необходимым испытательным и
вспомогательным оборудованием, включая соединительные электрические провода, шланги системы водяного
охлаждения и бустер-компрессор для азота с заправочными шлангами.
6
Проектные требования
6.1 Назначение
Этот раздел определяет требования к принципам проектирования, нагрузкам, анализу воздействия
нагрузки и проектированию компонентов, включая трубы и соединители.
6.2
6.2.1
Принципы проектирования
Назначение
В 6.2 приводятся принципы проектирования и применимые методы проектирования.
72
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
6.2.2
Основные требования
Система райзера C/WO и его компоненты должны быть разработаны, изготовлены, собраны и
обслуживаться в соответствии с предусмотренным применением. В частности, система райзера C/WO должна
быть предназначена для того, чтобы:
а)
б)
в)
6.2.3
выдерживать воздействие нагрузок, предполагаемых в течение намеченного срока службы;
поддерживать допустимый уровень безопасности для персонала и окружающей среды;
обеспечивать достаточное сопротивление износу в течение намеченного срока службы.
Общие положения проектирования
Конструкция системы райзера C/WO, его компонентов и деталей должна, насколько это практически
целесообразно, соблюдать следующие принципы.
а)
Секции и компоненты райзера должны обладать вязким сопротивлением деформации.
б)
Секции и компоненты райзера должны быть рассчитаны на то, что непредвиденные события не
приведут к катастрофическому разрушению.
в)
Секции и компоненты райзера должны быть разработаны с учетом минимизации концентрации
напряжений (полного размаха циклических напряжений и накопление повреждений при циклических нагрузках),
например, с помощью конструкции, обеспечивающей распределение напряжений в переходных поперечных
сечениях, и уменьшения сложных систем распределения напряжений.
г)
Секции и компоненты райзера должны быть изготовлены таким образом, чтобы их сборка могла
выполняться в соответствии с общепризнанными технологиями и практикой.
д)
Проектирование деталей конструкции и использования материалов должно выполняться с
целью минимизации коррозии, эрозии и износа.
е)
Обеспечение простоты и надежности операций установки, извлечения и надежности в
эксплуатации.
ж)
Обеспечение необходимого доступа для контроля, технического обслуживания, замены и
ремонта.
з)
Упрощение мониторинга с точки зрения натяжения, хода, напряжений, углов, вибраций и т.п.
Основные принципы контроля следует рассматривать как неотъемлемую часть проектирования.
Критичность компонентов и вопросы простоты контроля следует рассматривать заранее, чтобы предусмотреть
возможность надлежащего контроля.
Проектировщику следует предусмотреть доступность необходимых методов контроля или процедур
замены, их планирование, и описать с необходимой степенью подробности в документации по эксплуатации и
техническому обслуживанию системы райзера C/WO.
6.2.4
Методы проектирования
Проектирование системы райзера C/WO должно основываться на расчетах, дополненных необходимыми
испытаниями.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Методы расчета предполагают использование аналитических уравнений или численного анализа, например,
анализа методом конечных элементов или методом граничных элементов.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Там, где настоящая часть ISO 13628 не указывает применимый метод расчетов или испытаний,
проектировщик несет ответственность за использование общепризнанных методов для обоснования размеров и выбранных материалов.
Система райзера C/WO и компоненты должны проектироваться с учетом всех имеющих отношение
видов отказов.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Вид отказа - это условие, при котором райзер или компонент райзера выходит за указанное проектное
требование. Примерами видов отказа являются потеря сопротивления материалов (избыточная пластическая деформация и потеря
устойчивости), усталостное разрушение, утечка, разрушение из-за потери
устойчивости, смещения, превышающие ограничения
компонентов, выход за пределы минимального зазора, механический отказ компонента.
Конструкция должна включать расчетные коэффициенты или коэффициенты запаса прочности,
используя известные комплексные методы, которые надлежащим образом обеспечивают соответствующий запас
надежности относительно применимых видов отказов.
Общий формат предела прочности в настоящей части ISO 13628 выражается Уравнением (1):
73
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
(1)
где
Sd
воздействие расчетной нагрузки;
Rd
расчетная несущая способность (сопротивление);
Ruc
предельная несущая способность (сопротивление);
Fd
расчетный коэффициент.
Такой формат проектирования называется методом расчета по допускаемым напряжениям, который
является методом проектирования, при котором надежность обеспечивается применением расчетных
коэффициентов прочности компонентов. Этот расчетный коэффициент зависит от типа отказа и проектных
условий.
ПРИМЕЧАНИЕ 4 Расчетный коэффициент (коэффициенты) принимает во внимание общую неопределенность и возможные
отклонения воздействия нагрузки и сопротивления. Обратное значение расчетного коэффициента ( 1) может рассматриваться как
коэффициент запаса прочности ( 1). В некоторых нормах проектирования по допускаемым напряжениям и стандартах расчетный
коэффициент также называется “допустимый коэффициент напряжений” или “коэффициент использования”.
В качестве альтернативы методу проектирования по допускаемым напряжениям или в качестве
дополнительных аналитических методов, определение воздействия нагрузок и сопротивление в некоторых
случаях может основываться на результатах испытаний или исследований конструктивных характеристик
моделей или полномасштабных систем райзеров с использованием надлежащих методов. Вероятностный
подход, основанный на общепринятых методах анализа надежности конструкций, также может применяться.
Прямые методы анализа надежности обычно рассматриваются в приложении к особым случаям конструкторских
задач, для проверки расчетных коэффициентов, используемых в методе расчета по допускаемым нагрузкам для
типов отказов, не рассматриваемых в настоящей части ISO 13628, и для случаев с ограниченным опытом
применения. Также может использоваться метод расчета по коэффициентам воздействия нагрузок и
сопротивления с калиброванными коэффициентами воздействия нагрузок и сопротивления.
Номинальные значения или характеристические значения Sd и Ruc, используемые в процессе
проектирования, обычно основаны на нижних квантилях для сопротивления и верхних квантилях для
воздействия нагрузок.
Для расчета воздействия нагрузки:
а)
для воздействия нагрузки от окружающей среды:

для постоянных условий эксплуатации должно использоваться наиболее вероятное
экстремальное комбинированное воздействие нагрузки для 100-летнего периода повторяемости (годовая
вероятность превышения 10 );

для кратковременных условий эксплуатации должны применяться наиболее вероятные
экстремальные комбинированные воздействия нагрузки для следующих периодов повторяемости:
 100-летний период повторяемости, если период времени (например, непрерывной работы)
превышает 6 месяцев,
 10-летний период повторяемости для фактических сезонных условий окружающей среды, если
период времени превышает 3 дня, но меньше 6 месяцев,
 специальные экстремальные условия нагрузки для периода времени менее 3 дней или для
операций, которые могут быть завершены в течение 3 дней;
б)
значения давления и температуры, которые будут превышены с весьма малой вероятностью в
течение срока эксплуатации райзера, могут использоваться в качестве минимальных/максимальных
проектных давлений и проектных температур;
в)
собственный вес и плавучесть могут быть рассчитаны на основе номинальных размеров и
средней удельной массы;
г)
номинальное значение верхнего натяжения может применяться для верхнего натяжения;
д)
предельные значения могут быть использованы как характеристические значения для
воздействий, которые являются граничными;
74
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
е)
максимальные и минимальные предельные значения могут быть использованы в данный период
для воздействия нагрузок, вызванных деформацией, например, предполагаемое смещение плавучего основания
или тепловые воздействия;
ж)
значения случайных нагрузок должны быть установлены отдельно.
ПРИМЕЧАНИЕ 5 Характеристические значения давления и температуры описывают режим давление-температура, который
представляет такие значения давления и температуры, которые могут быть превышены с весьма малой вероятностью в течение срока
эксплуатации райзера.
Для расчета характеристического сопротивления:
а)
могут использоваться номинальные значения геометрических данных, за исключением
толщины, для которой применимо следующее:

номинальное
комбинированных нагрузок,
значение
минус
припуск
на
коррозию
должно
использоваться
для

номинальное значение минус допуск изготовления и припуск на коррозию должно
использоваться для расчета давления, например, см. 6.5.2;
б)
квантиль 2,3 % для соответствующих экспериментальных данных (среднее сопротивление
минус два стандартных отклонения) или минимальные заданные значения должны использоваться для
прочностных характеристик при проектных температурах, т.е. предел текучести и предел прочности на
растяжение;
в)
для других характеристик, например, модуль эластичности, коэффициент линейного теплового
расширения, могут использоваться номинальные или средние значения.
Формат безопасности для расчета усталостной прочности в настоящей части ISO 13628 выражается
Уравнением (2):
(2)
где
LF
расчетная усталостная долговечность;
DF
расчетный коэффициент на усталость;
LS
срок эксплуатации.
Для расчета воздействия усталостных нагрузок должны использоваться статистические данные по
ожидаемым воздействиям нагрузок.
Для расчета предела усталости:
а)

отклонения,
должен использоваться квантиль 2,3 % для соответствующих экспериментальных данных т.е.:
расчетная кривая S-N должна основываться на средней кривой минус два стандартных

расчетные параметры распространения трещины должны основываться на средних плюс два
стандартных отклонения данных;
б)
должен использоваться ожидаемый начальный размер трещины после изготовления и NDT
(вероятность обнаружения 50 %).
6.3
6.3.1
Нагрузки и воздействия нагрузок
Назначение
В 6.3 определяются нагрузки, учитываемые при проектировании систем райзера, и приводятся
требования к общему анализу райзера.
75
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
6.3.2
Определение классов нагрузки
6.3.2.1 Общие положения
Нагрузки должны разделяться на категории: функциональные, от воздействия окружающей среды и
случайные, определяемые следующим образом:
а)
функциональные нагрузки – это нагрузки, возникающие в результате физического наличия и
предполагаемого использования райзерной системы C/WO, без учета нагрузок от воздействия окружающей
среды и случайных нагрузок;
б)
нагрузки от воздействия окружающей среды – это нагрузки, возникающие от прямого или
непрямого воздействия океанической окружающей среды на райзерную систему C/WO, и которые не относятся к
функциональным или случайным нагрузкам;
в)
случайные нагрузки (или нагрузки с малой вероятностью возникновения) – это нагрузки,
связанные с аномальными условиями эксплуатации или техническими отказами.
Если не применяются специальные исключения, должны использоваться характеристические нагрузки,
определенные в 6.2.4.
6.3.2.2 Расчетное давление и расчетная температура
Райзерную систему C/WO следует проектировать для эксплуатации в условиях одного из расчетных
значений давления, приведенных в Таблице 7. Следует предусматривать, чтобы арматура, соединители и другие
компоненты были предназначены для расчетных давлений (или номинальных давлений) равных или больших,
чем расчетное давление райзера C/WO. Расчетное давление компонента с самым низким расчетным значением
должно определять расчетное давление райзерной системы.
Для применения в глубоководных условиях, где дифференциальное давление определяется глубиной
воды, может применяться сегментирование номинальных давлений, чтобы избежать излишней консервативности
и сэкономить массу.
Таблица 7 — Классы внутреннего расчетного давления, p int,d
pint,d
МПа (фунт на дюйм2)
34,5 (5 000)
69,0 (10 000)
103,5 (15 000)
138,0 (20 000)
Внутреннее расчетное давление или номинальное давление в любой точке райзерной системы C/WO
должно быть равно или выше максимального рабочего давления. Давления в результате воздействия
гидростатического напора флюида должны быть включены в установившиеся давления.
Максимальное рабочее давление или внутреннее расчетное давление является внутренним давлением,
вероятность превышения которого в течение срока эксплуатации райзера весьма незначительна. Это означает,
что внутреннее расчетное давление не должно быть меньше чем рабочее давление, давление в закрытой
скважине, включая пульсирующее давление, максимальное накопленное давление, давление разгрузки (т.е.
установленное давление открытия предохранительной арматуры плюс избыточное давление) и давление во
время глушения скважины, интенсификации притока или операций нагнетания. Более высокие номинальные
значения могут потребоваться там, где могут удерживаться утечки из источников высокого давления (т.е.
управляющих линий SCSSV).
В расчетных целях давление может интерпретироваться как разница между внутренним давлением и
внешним давлением, воздействующими на компонент.
При применении в глубоководных системах дифференциальное давление между деталями,
работающими под давлением, существенно снижается за счет воздействия внешнего гидростатического
давления. Это воздействие может приниматься во внимание при определении фактического рабочего давления
для каждого компонента. Следует заметить, что испытания под давлением в атмосферных условиях должны
быть соответствующим образом скорректированы. Например, см. ISO 13628-4:1999, 5.1.2.1.1.
Расчетное давление должно указываться для контрольного уровня при соответствующих значениях
температуры и плотности флюида. Контрольным уровнем может быть устье скважины (морское дно) или верх
райзера (на поверхности).
76
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Разница между внутренним и внешним давлением должна использоваться для расчета, так как
гидростатические давления флюида с внутренней и внешней стороны райзера изменяется с глубиной. Локальное
внутреннее давление, p l,int, т.е. локальное внутреннее давление в указанной точке райзерной системы C/WO
относительно внутреннего давления в контрольной точке, p int, определяется Уравнением (3):
p l,int  p int   int  g  h
(3)
где
h
разница высоты между фактической и контрольной точкой внутреннего давления;
g
ускорение свободного падения;
 int
плотность внутреннего флюида.
Смесь газа и нефти в райзере может снижать гидростатическое давление, воздействующее ниже
закрытой арматуры. Этот фактор должен приниматься во внимание при расчете максимально допустимого
статического давления в закрытой скважине в специфических условиях применения.
По возможности, следует проектировать райзерную систему C/WO для работы с одним или несколькими
классами температур, приведенных в Таблице 8.
Таблица 8 — Классы расчетных температур на базе температуры флюида
Рабочий диапазон
°C (°F)
Классификация температур
Минимум
Максимум
K
- 60 (- 75)
82 (180)
L
- 46 (- 50)
82 (180)
P
- 29 (- 20)
82 (180)
Комнатная температура
R
S
- 18 (0)
66 (150)
T
- 18 (0)
82 (180)
U
- 18 (0)
121 (250)
V
2 (35)
121 (250)
X
- 18 (0)
180 (350)
Y
- 18 (0)
345 (650)
При определении надлежащего проектного варианта должны учитываться различные комбинации
внутреннего и внешнего давления в сочетании с соответствующей температурой. Если целесообразно, можно
использовать промежуточные классы давления и температуры.
Максимальная расчетная температура металла не должна быть ниже, чем температура флюида, за
исключением случаев, когда использование других температур подтверждено расчетами, испытаниями или
опытом применения, основанным на измерениях. Любые расчеты передачи тепла должны выполняться с учетом
отсутствия потерь тепла под воздействием ветра. Потери тепла под воздействием морской воды должны
учитываться для подводных деталей.
Минимальная расчетная температура металла должна определяться с учетом самой низкой температуры,
воздействию которой обычно подвергается компонент в условиях эксплуатации, включая контролируемую
продувку.
При определении нагрузок от воздействия температуры должен учитываться диапазон температур
флюида для выбранного класса температур.
Все компоненты также должны быть рассчитаны на воздействие только внешнего давления, где
применимо. Для установления внешнего гидростатического давления от воздействия морской воды должны
использоваться среднегодовые значения плотности морской воды и средний уровень воды.
77
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Особое внимание должно быть уделено внешнему давлению, превышающему гидростатическое
давление окружающей среды (открытое море или буровой райзер).
ПРИМЕРЫ
Примерами внешнего давления, которое требует специального внимания, является давление в
межколонном пространстве для концентрических райзеров и давление BOP (во время установки эксплуатационного пакера,
испытания трубодержателя под давлением, испытания BOP под давлением, циркуляция межколонного пространства для
линий дросселирования/глушения скважины, выполнение дополнительных функций посадочной колонны, и т.п.)
6.3.2.3 Нагрузки от воздействия окружающей среды
6.3.2.3.1
Общие положения
При расчете нагрузок на райзер должны учитываться все имеющие отношение природные явления для
конкретного местоположения и видов работ, включая хранение и транспортировку.
ПРИМЕРЫ
Гидродинамические нагрузки на райзер, возникающие от прямого воздействия волн и течений
являются примерами нагрузок от воздействия окружающей среды. Нагрузки, вызванные природными явлениями, создают
перемещения плавучего основания, которые также относятся к нагрузкам от воздействия окружающей среды.
6.3.2.3.2
Условия окружающей среды
Следует использовать данные об условиях совместного воздействия, например, волн и течений.
ПРИМЕЧАНИЕ
Основными параметрами окружающей среды являются волны, течения и перемещения плавучего основания.
Если недостаточно данных для рассматриваемого географического объекта, могут использоваться
консервативные оценки, основанные на данных других соответствующих объектов.
Для регионов, где возможны обледенение и землетрясения, должно учитываться их воздействие.
Для описания параметров окружающей среды, имеющих случайный характер (например, волн), должны
использоваться статистические данные. Параметры должны быть получены в статистически достоверном виде с
использованием общепризнанных методов. Статистическое описание должно описывать экстремальные условия,
а также долговременные и кратковременные изменения, например, параметры для описания максимальных
воздействий волновых нагрузок, воздействий усталостных нагрузок, вызванных волнами, и других воздействий,
таких как образование вихрей.
6.3.2.3.3
Поверхностные волны
Информация о волнах должна включать следующее:

характеристики состояния моря с точки зрения высоты характерной волны, период
спектральных пиков (или средний период прохождения), профиль спектра и направленность;

долговременные статистические данные по этим характеристикам в виде сезонных волновых
диаграмм разброса, представленные как высота характерной волны и период спектральных пиков (или среднего
периода прохождения), или высота волны и период волны для отдельных расчетных волн.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Другие представляющие интерес параметры волн, такие как максимальная высота волны и соответствующий
период волны (расчетная волна), должны быть получены из этих данных.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Ветровые поверхностные волны создают значительные колебательные усилия, воздействующие
непосредственно на райзер. Такие волны различны по форме, могут иметь различную длину и высоту, и могут воздействовать на райзер с
одной или нескольких сторон одновременно. Волны также создают постоянные и колебательные силы, воздействующие на плавучее
основание, с которым соединен райзер.
Если информация о направлении волн недоступна, то направление ветра может использоваться как
направление волн.
Если применимо, следует учитывать комбинацию ветровых волн и волн с большим периодом и длиной
различных направлений.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Это имеет особое значение, например, для однокорпусных судов, где движения с большим креном могут
приводить к возникновению высокого изгибающего момента в результате наката боковых волн в комбинации с ветровыми встречными
волнами.
78
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
6.3.2.3.4
Течение
Расчетная скорость, профиль и направление течения должны быть выбраны с использованием
общепринятых статистических методов. Результирующая скорость течения должна учитывать влияние всех
связанных явлений, в том числе приливно-отливное течение, ветровое течение, течение штормового нагона,
течение, вызванное разницей плотности воды, глобальное океаническое течение, завихрения замкнутых течений,
одиночных волн, внутренних волн и других явлений, возникающих из-за разницы плотности воды.
Особое внимание должно быть уделено подготовке соответствующих профилей течений с указанными
состояниями моря, ограничивающих эксплуатацию, особенно применительно к глубоководным условиям.
Следует рассматривать различные профили течения (скорость течения относительно глубины воды) и
комбинации волн.
6.3.2.3.5
Глубина воды и приливно-отливное движение
Должна быть определена глубина воды на месте промысла. Воздействие приливно-отливного течения и
течения штормового нагона должно учитываться в случаях, если глубина воды является существенным
параметром.
Средний уровень воды может использоваться для определения давления морской воды.
6.3.2.3.6
Температура
Должны быть определены максимальные, средние и минимальные сезонные значения температуры
воздуха и воды на месте проведения работ, если эти значения температуры предполагается использовать при
проектировании райзера. Это имеет особое значение для арктических регионов. При проектировании и выборе
материалов следует использовать наиболее консервативные значения температуры окружающей среды.
Должны быть установлены максимальная и минимальная температура хранения и транспортировки.
ПРИМЕЧАНИЕ
управления ремонтом, и т.п.
6.3.2.3.7
Температура и влажность имеют большое значение при хранении, консервации, проектировании систем
Смещение и перемещения плавучего основания
В расчет райзера должны быть включены воздействия смещения и перемещений плавучего основания.
Должны быть учтены следующие данные об отклике плавучего основания на нагрузки от воздействия
окружающей среды:
а) статическое смещение:
среднее смещение под воздействием нагрузок от волн,
ветра и течений;
б) перемещения с частотой волны:
перемещения, вызванные волной первого порядка;
в) перемещения с низкой частотой:
перемещения, вызванные порывом ветра и силой
волны второго порядка;
г) изменения осадки и водоизмещения:
из-за комбинированного воздействия натяжения
якорных оттяжек и смещения плавучего основания.
ПРИМЕЧАНИЕ 1
Руководящие указания относительно расчета характерного смещения плавучего основания см. в секции
A.6.2.2 в API RP 2SK:1997 [3].
Смещение и перемещения плавучего основания представляют источник статического и динамического
нагружения райзера. Перемещения с низкой частотой при анализе воздействия нагрузок на райзер могут
рассматриваться как статические.
Перемещения плавучего основания с частотой волны должны быть представлены с точки зрения RAO, с
четким определением амплитуды и угла сдвига фаз, а также направления волны. RAO должны быть определены
для всех шести степеней свободы (продольного рыскания, поперечного рыскания, вертикальной качки, крена,
килевой качки и угла рыскания) и для достаточного числа частот волны, чтобы RAO были особенно хорошо
определены вблизи любых резонансных пиков в динамических системах. Система координат, выбранная для
плавучего основания, используемая как базовая система, должна быть документально оформлена в виде начала
координат, т.е. исходной точки движения, и направления осей координат. RAO должны применяться для
соответствующих значений водоизмещения плавучего основания. Если применимо, следует определить
характеристики системы динамического позиционирования, т.е. допуски позиционирования.
79
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Если применимо, должны быть определены данные о перемещении плавучего основания в нештатных
условиях, например, при повреждении якорных оттяжек.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 RAO плавучего основания зависят от водоизмещения плавучего основания и позиционирования с
использованием подруливающих устройств.
6.3.2.3.8
Определение гидродинамических нагрузок
Гидродинамические нагрузки должны быть определены по результатам анализа; см. 6.3.4. Если
теоретические прогнозы дают существенную неопределенность, то теоретические расчеты должны быть
подтверждены испытаниями на модели или натурными измерениями на существующих райзерах C/WO или
комбинацией таких испытания и натурных замеров.
6.3.2.4 Случайные нагрузки
Райзерная система C/WO должна быть рассчитана на случайные нагрузки. Случайные нагрузки
определяются как события, возникающие с вероятностью менее чем 10 и более чем 10 .
Рассматриваемые случайные нагрузки, как по величине, так и по частоте, для конкретного райзера C/WO
и плавучего основания могут определяться при рассмотрении проекта системы, анализе рисков и
соответствующего накопленного опыта; см. 4.6.
ПРИМЕРЫ
Примерами случайных нагрузок являются нагрузки, вызванные отказом системы натяжения
плавучего основания или отказом системы компенсации вертикальной качки, например, отсутствием верхнего натяжения или
блокировкой компенсатора вертикальной качки, отказом системы динамического позиционирования (отведение или снос).
Также случайными являются нагрузки, вызванные аварийным режимом работы, нарушение плавучести, изменение
предусмотренного перепада давления, непредвиденное изменение распределения балласта, пожар, взрыв, удар плавучего
основания/райзера при столкновении со случайными препятствиями, падающими объектами и экстремальные условия
окружающей среды.
Чтобы не произошло непредвиденного распространения случайных нагрузок, могут использоваться
освобождающиеся переводники или слабые звенья; см. 6.7.1.
Случайные нагрузки для C/WO также должны учитываться для других связанных систем/компонентов.
Например, если повреждение райзера C/WO внутри бурового райзера является результатом случайной нагрузки,
внутреннее давление, возникающее при этом повреждении, также должно рассматриваться для бурового райзера.
6.3.3
Комбинации нагрузок и условия
Нагрузки и воздействие нагрузок, которые могут стать причиной или способствовать отказу системы
райзера C/WO во время его предусмотренного применения, и другие обоснованно прогнозируемые условия
эксплуатации должны быть идентифицированы и приняты во внимание при проектировании.
Система райзера C/WO должна подтвердить соответствие критериям проектирования, рассматриваемым
в 6.4 по 6.7 при комбинациях нагрузок, приведенных в 6.3.3.
При установлении воздействия суммарных расчетных предельных нагрузок, должны рассматриваться
самые неблагоприятные комбинации функциональных нагрузок, нагрузок от воздействия окружающей среды и
случайных нагрузок, которые, по прогнозам, могут возникнуть одновременно.
В общем анализе должны быть установлены и должны обычно использоваться наиболее
неблагоприятные случаи ориентации рамы колонны гибких труб или штропов с учетом наиболее
неблагоприятных условий нагрузки.
Должно быть предусмотрено определение условий максимального и минимального воздействия
нагрузок, различных комбинаций высоты и периода волны, профилей течения, минимальных и максимальных
смещений плавучего основания, плотности флюидов, температуры, давления и т.д.
ПРИМЕЧАНИЕ 1
приниматься во внимание.
Комбинации нагрузок с вероятностью события менее 10 –4 для рассматриваемого периода могут не
Кроме тех случаев, когда может обоснованно ожидаться совместное возникновение событий, нет
необходимости учитывать комбинации случайных нагрузок в комбинации с экстремальными нагрузками от
воздействия окружающей среды.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Ограниченные или максимальные рабочие нагрузки обычно включают определение высоты волны,
соответствующий диапазон периодов волны в комбинации с соответствующим профилем течений и диапазоном среднестатистических
смещений.
80
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Ограничения, зависящие от окружающей среды, следует определять для всех режимов работы
(см. Приложение B), включая, в числе прочего, следующие:
а)
размещение оборудования, например, компоновки надводной елки;
б)
установка и извлечение соответствующего оборудования, например, подводной елки,
трубодержателя и колонны заканчивания скважины;
в)
посадка и фиксирование;
г)
каждый режим из связанных режимов работы, например:

испытание, например,
гидростатические испытания системы,

избыточное
натяжение
для
проверки
блокировки
и
нормальный режим работы с доступом в скважину или надводным закрытием
скважины,
д)

экстремальный режим работы с подводным закрытием скважины и сбросом давления;
раскрепление:

штатная расстыковка,

аварийная расстыковка;
е)
избыточное натяжение для извлечения прихваченного оборудования, например, насоснокомпрессорной колонны, подводной елки;
ж)
подвешивание в штормовых условиях;
з)
случайные условия, например, в связанном режиме:

отказ компенсатора вертикальной качки, например, потеря натяжения или блокировка
компенсатора,

отказ натяжного устройства, например, недостаточное натяжение или блокировка
натяжного устройства,

нарушение позиционирования плавучего основания, например, отказ системы
динамического позиционирования или отказ якорной системы.
В случае установки/извлечения должны учитываться изменяющиеся длины компоновки райзера.
Воздействие комбинированных нагрузок от окружающей среды для условий подвешивания должны
рассматриваться на 10-летний период повторяемости (или вероятность события 10 в течение одного года) для
фактических условий окружающей среды, если нет специальных указаний покупателя.
Перед ориентацией трубодержателя и перед фиксированием соединителей должны быть определены
устанавливаемые массы, включая максимальный угол для входа соединителей. Должны быть
определены/установлены значения избыточного натяжения для проверки фиксации, для нормального режима
работы и аварийной расстыковки. Должно быть определено/установлено максимально допустимое избыточное
натяжение для извлечения прихваченной насосно-компрессорной колонны в комбинации с углами шарового
шарнирного узла бурового райзера; см. Таблицу 12.
Для операций фиксации, например, блока аварийной расстыковки, нижнего узла райзера и подводной
елки, может приниматься во внимание следующее: допустимый угол фиксации, максимальная относительная
скорость посадки и устанавливаемый вес.
Для операций отсоединения, например, блока аварийной расстыковки, нижнего узла райзера и
подводной елки, может приниматься во внимание следующее: допустимый угол отсоединения в комбинации с
избыточным натяжением и моментом для нормального и быстрого аварийного отсоединения.
Должны быть установлены ограничения сноса/отведения плавучего основания, аварийного закрытия
скважины и операций аварийного отсоединения для плавучих оснований с динамическим позиционированием в
случае сноса/отведения плавучего основания. Эти ограничения должны быть определены для обеспечения
установки надежных барьерных элементов и безопасного отсоединения райзера C/WO до того, как будет
превышено какое-любое критическое ограничение; см. 5.5.5. Эта оценка должна учитывать отклик плавучего
основания на снос/отведение (т.е. смещение и скорость) и установление критических ограничений, см. 4.13.2.
Должно быть установлено общее время выполнения аварийного отсоединения, включая время для обнаружения
сноса/отведения, время для начала выполнения функции аварийного отсоединения и время для выполнения
аварийного отсоединения. Должны быть установлены ограничения дрейфа плавучего основания, которые
обеспечивают достаточное время для выполнения аварийного отсоединения райзера C/WO до превышения
какого-либо критического ограничения.
Руководство по эксплуатации (см. 11.9) должно определять эксплуатационные ограничения райзера для
соответствующих режимов эксплуатации.
81
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Если критические значения эксплуатационных ограничений райзера близки к превышению, должно
выполняться нормальное или запланированное отсоединение райзера C/WO. После отсоединения райзер должен
быть переведен в безопасное положение, т.е. подвешен или извлечен. Эксплуатационные параметры системы
райзера C/WO должны непрерывно и тщательно отслеживаться, чтобы обеспечивать эксплуатацию райзера в
пределах предусмотренных ограничений. Для мониторинга условий окружающей среды должны использоваться
надежные прогнозы погоды.
Анализ воздействия нагрузки
6.3.4
6.3.4.1 Общие положения
Для достоверного определения воздействия нагрузок на райзерную систему общий анализ должен быть
основан на общепринятых принципах статического и динамического анализа, дискретизации модели,
сопротивлении материалов и нагрузках от воздействия окружающей среды. Анализ воздействия нагрузки может
основываться на аналитических расчетах, цифровом моделировании, физических испытаниях или комбинации
этих методов.
Воздействия нагрузок относительно перемещений, смещений или внутренних сил и напряжений
системы райзера C/WO должны определяться соответствующим образом, учитывая следующее:
а)
пространственный и временной характер, включая:

возможную нелинейность нагрузки,

динамический характер отклика;
б)
рассматриваемые для контроля проекта виды отказов;
в)
заданная на рассматриваемом этапе точность.
Функциональные нагрузки и некоторые случайные нагрузки обычно могут рассматриваться с
использованием статических методов анализа. Для нагрузок от воздействия окружающей среды (волновые
нагрузки) и некоторых случайных нагрузок (ударные нагрузки) необходим динамический анализ. В дополнение
к статическому и динамическому анализу для работ в открытом море в общий анализ должны быть включены
анализ периода собственных колебаний и формы колебаний. Основные рекомендации по общему анализу
воздействия нагрузок на райзер приведены в Приложении B.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Инерция и демпфирующие силы имеют значение, когда периоды установившейся нагрузки приближаются к
периоду собственных колебаний или в случаях неустановившихся нагрузок.
Анализ воздействия нагрузок на райзер должен выполняться для всех рассматриваемых рабочих
режимов и проектных вариантов для проверки соответствующих видов отказов компонентов райзера, чтобы
определить рабочие ограничения и установить данные по сопряжениям райзера.
Анализ конструкции райзера следует выполнять с линейно-упругими характеристиками материала. Если
пластический или упругопластический анализ используется для райзерных систем C/WO, подвергающихся
циклическим нагрузкам, например, волновым нагрузкам, должен быть выполнен контроль для подтверждения,
что райзерная система будет колебаться без избыточных пластических деформаций или повреждений в
результате многократных пластических деформаций.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 В случаях проведения общего анализа райзера с линейно-упругими характеристиками материала и
расчетными коэффициентами, установленными в настоящей части ISO 13628, колебания могут быть приняты без дополнительных
уточнений.
Неопределенности в анализе модели следует включить в расчетные
неопределенности особенно высоки, должны быть приняты консервативные условия.
коэффициенты.
Если
Если аналитические модели очень неопределенны, то должна быть проверена чувствительность моделей
и параметров, используемых в моделях.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Основной целью анализа чувствительности является количественная оценка неопределенности модели,
принятие рациональных консервативных допущений и идентификация зон, где необходимы более глубокие исследования для достижения
приемлемого моделирования (например, уточнение компьютерной модели по результатам физических испытаний). Рассматриваемые
параметры включают гидродинамические параметры, период волн, профиль течения, верхнее натяжение и характеристики жесткости
пружин натяжного устройства, угол отклонения и уровень устья скважины, длина компоновки, жесткость секции скольжения, уровень
82
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
контакта секции скольжения с полом буровой установки, смещение плавучего основания,
погружённом состоянии и плотность внутреннего флюида.
конструкционное демпфирование, вес в
Общий анализ райзера следует выполнять для оптимизации верхнего натяжения для повышения
эксплуатационных характеристик райзера в отношении воздействия комбинированных нагрузок.
ПРИМЕЧАНИЕ 4 Для условий применения, где якорные оттяжки и райзер оказывают существенное влияние на колебания
плавучего основания, может быть выполнен их совместный анализ.
6.3.4.2 Моделирование
6.3.4.2.1
Конструкционная модель райзера
Общая модель райзера должна включать полную систему райзера, принимая во внимание точное
моделирование жесткости, массы, демпфирования и воздействия гидродинамических нагрузок по длине колонны
райзера в дополнение к надводному и донному оборудованию и граничным условиям. В частности, для
выбранного метода должны применяться соответствующие коэффициенты сопротивления и инерции.
ПРИМЕЧАНИЕ
Оборудование и граничные условия верхней части обычно включают моделирование надводного
оборудования, штропов, натяжной рамы, лебедки, секции скольжения, контакта с полом буровой установки (ротор/спайдер), устройства
натяжения и RAO колебаний плавучего основания. Оборудование и граничные условия нижней части обычно включают моделирование
силовой секции, подводного оборудования и системы устья скважины, включая податливость устья скважины/грунта, если требуется.
Райзеры верхнего натяжения следует моделировать с соответствующим натяжением, действующим на
натяжное кольцо на натяжной секции и на верхнюю часть райзера (компенсатор вертикальной качки) и с
соответствующими характеристиками жесткости.
Райзер должен быть разбит на достаточное число элементов для представления воздействия нагрузок от
окружающей среды, конструкционных нагрузок и анализа воздействия нагрузок во всех критических зонах.
Расчеты воздействия нагрузок следует выполнять с применением номинальных характеристик
поперечного сечения и номинальных физических характеристик.
6.3.4.2.2
Гидродинамические нагрузки
Максимальные условия эксплуатации должны быть проанализированы с использованием
соответствующих комбинаций амплитуды и направлений максимальных волн, течений и плавучего основания, с
определением наиболее вероятного максимального воздействия гидродинамических нагрузок.
В случаях, когда указана только высота волны, рассматриваемый диапазон периода волны может
определяться как 90 % доверительного интервала диаграммы разброса волн.
Волновая теория и кинематическая схема должны быть выбраны в пользу общепризнанных методов с
учетом фактической глубины воды и описания кинематики волн на поверхности и в глубину.
При определении гидродинамических нагрузок, должны быть установлены используемые в расчетах
относительная скорость частиц жидкости и значения ускорения, с учетом воздействия волн, течения и колебаний
райзера.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Гидродинамические нагрузки на гибкие конструкции, такие как райзеры C/WO, могут выражаться уравнением
Моррисона (Morison) в части, касающейся скорости флюида относительно конструкции и ускорений.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Выбор подходящей волновой теории зависит от фактического применения и связан с условными
допущениями, принятыми для RAO колебаний плавучего основания. Обычно линейная волновая теория, например, Эйри (Airy) в
комбинации с натяжением Уиллера (Wheeler), может использоваться в дополнение к распределенной кинематической схеме, если
применимо. Для частей райзера, расположенных ниже зоны заплеска, линейная волновая теория обычно адекватна нерегулярным состояниям
моря. При этом следует отметить, что распределенная кинематическая схема, например, для полупогружных оснований, может влиять на
кинематику вблизи плавучего основания.
Время и/или частота дискретизации должна быть верифицирована для подтверждения того, что
достигнута необходимая точность.
83
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Возможные воздействия прилегающих частей конструкции должны приниматься во внимание при
определении нагрузок от волн и течений. Повышенные ускорения и скорости в потоке вокруг цилиндра,
например, колонн, может вызвать дополнительные нагрузки на райзер.
Возможные нагрузки от вихревого потока должны быть учтены. В отношении поперечных вибраций от
вихревого потока, должно учитываться повышение коэффициента сопротивления. Должно быть
проанализировано воздействие устройств подавления VIV, если они включены как часть райзерной системы.
6.3.4.3 Анализ воздействия экстремальных нагрузок
Статический анализ следует выполнять с использованием полного нелинейного подхода. В
последующем динамическом анализе для определения воздействия гидродинамических нагрузок следует
применять следующие методы, отдельно или в комбинации:
а)
анализ нерегулярных волн во временном интервале (расчетный шторм);
б)
анализ регулярных волн во временном интервале (расчетная волна);
в)
анализ нерегулярных волн в частотном интервале.
Анализ нерегулярных волн относится к моделированию кинематики частиц воды и перемещениям
плавучего основания. Анализ воздействия экстремальных нагрузок предпочтительнее выполнять с
использованием анализа во временном интервале. Тем не менее, анализ в частотном интервале может
применяться, если применимость такого анализа документально оформлена в процессе валидации относительно
анализа во временном интервале.
Должно быть документально оформлено, что продолжительность анализа в нерегулярном временном
интервале достаточна для оценки воздействия нагрузки с надлежащей статистической достоверностью.
Любое использование упрощенного моделирования и/или методов анализа должно быть подтверждено
более совершенным моделированием и/или анализом, см. Таблицу 9. В частности, валидация, как определено в
6.3.4.6, должна рассматриваться для репрезентативных (критических) случаев нагрузок.
Таблица 9 — Обзор валидации методов анализа
Применяемый метод
Метод валидации
Линеаризованный анализ во временном
интервале
Нелинейный анализ во временном
интервале
Анализ в частотном интервале
Анализ во временном интервале
Анализ регулярных волн
Анализ нерегулярных волн
Изменение периода волны должно использоваться для определения наиболее неблагоприятных условий
нагружения для анализа как регулярных, так и нерегулярных волн. Это имеет особое значение для анализа
регулярных волн, результаты которого могут подвергаться серьезным искажениям для динамически
чувствительных систем. Должны быть проанализированы, как минимум, три различных периода, относящихся к
реалистическому диапазону изменений (например, 90 % доверительного интервала диаграммы разброса волн).
Изменение периода должно быть выполнено с учетом следующего:
а)
статистическое изменение периода волны;
б)
собственная частота колебаний системы райзера;
в)
пиковые значения функции преобразования колебаний плавучего основания;
г)
периоды пиковой волны из диаграммы разброса волн.
ПРИМЕЧАНИЕ
Воздействия максимальных волновых нагрузок может не всегда иметь место при прохождении расчетной
волны (максимальная высота волны). Максимальные волновые нагрузки могут возникать от воздействия волн особой длины, периода или
крутизны.
6.3.4.4 Анализ воздействия усталостных нагрузок
Анализ системы райзера на усталость должен учитывать воздействия всех имеющих отношение
циклических усталостных нагрузок, включая следующие:
84
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

воздействие колебаний, вызванных волной первого порядка (прямые волновые нагрузки и
соответствующие колебания плавучего основания);

колебания плавучего основания второго порядка или колебания, вызванные плавучим
основанием (псевдостатические колебательные перемещения);

вибрации, вызванные вихреобразованием;

циклы напряжений, вызванных температурой и давлением.
Воздействие усталостной нагрузки, вызванной волной первого порядка или колебаниями плавучего
основания второго порядка, могут рассчитываться с использованием тех же методов, что и расчеты воздействия
экстремальных нагрузок в 6.3.4.3. Если используется анализ в частотном интервале или анализ регулярных волн,
следует выполнить валидацию относительно нерегулярного волнения моря, анализ во временном интервале.
Расчет количества циклов, например, методом ливневых потоков, следует использовать для анализа усталости в
нерегулярном временном интервале.
Изменение толщины стенки трубы или стенки компонента на протяжении срока эксплуатации райзерной
системы должно учитываться при расчете усталостной долговечности, т.е. спуск, эксплуатация и условия в
подвешенном состоянии. Общий анализ на усталость может быть основан на номинальном значении толщины
стенки, а усталостные напряжения на среднем репрезентативном значении толщины станки, т.е. номинальная
толщина стенки минус половина припуска на коррозию.
Следует предусмотреть, чтобы анализ на усталость распространялся на характеристики состояния моря в
пределах эксплуатационных ограничений различных видов деятельности.
Напряжения, которые подлежат рассмотрению при анализе на усталость, приведены в Таблице C.2,
подробнее см. Приложение C.
ПРИМЕЧАНИЕ
Усталость, вызванная волной первого периода при нормальных условиях эксплуатации в открытом море,
обычно является определяющей; тем не менее, усталостные повреждения, накопленные в отсоединенном или подвешенном режиме, могут
быть значительными.
6.3.4.5 Режим внутри бурового райзера
Если райзер C/WO эксплуатируется внутри бурового райзера, райзер C/WO может анализироваться с
использованием нелинейного псевдостатического подхода. Анализ райзера C/WO должен включать воздействие
верхнего натяжения, флюидов, насосно-компрессорной колонны, веса трубодержателя и райзера C/WO,
флюидов, давления, температуры, содержимого C/WO и бурового райзера, углов верхнего и нижнего
шарового/гибкого соединений и прогибов бурового райзера.
Минимальные углы верхнего и нижнего шарового/гибкого соединений могут быть рассчитаны при
отдельном анализе бурового райзера, или могут использоваться значения, приведенные в Таблице 12.
Воздействия экстремальных нагрузок и усталостное повреждение должно быть определено для
критических участков вдоль колонны райзера.
6.3.4.6 Валидация модели
Модели общего анализа должны быть проверены на наличие погрешностей. Особое значение должно
быть уделено правильному вводу функций преобразования перемещений плавучего основания для конкретной
компьютерной программы.
Для верификации перемещений плавучего основания может использоваться анимация, представляющая
перемещения плавучего основания, волны и прогибы райзера.
Могут быть выполнены следующие аналитические проверки модели райзера:
а)
натяжение;
б)
верификация фактического статического распределения натяжения, включая верхнее и нижнее
рассчитанные периоды собственных колебаний и формы колебаний.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Аналитический расчет эффективного статического натяжения представляет верификацию масс райзера,
плавучести и моделирование натяжения в системе.
ПРИМЕЧАНИЕ 2
Верификация периодов собственных колебаний и форм колебаний райзеров верхнего натяжения может быть
выполнена аналитическими расчетами. Приближенные решения даны в аналитических выражениях для натянутых балок; см. Blevin [26].
85
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
6.4
6.4.1
Критерии проектирования компонентов
Область применения
Общие требования к проектированию применимы ко всем компонентам, входящим в область
применения настоящей части ISO 13628, включая соединители и болты, рассматриваемые в 6.4. Проектные
требования к компонентам, которые рассматриваются другими применимыми нормативами и стандартами (см.
Таблицу 2), не входят в область применения настоящей части ISO 13628.
В настоящую часть ISO 13628 включены подразделы, посвященные специальным компонентам, в
которых представлены специальные проектные требования к конкретным компонентам. В случае противоречия
между 6.4 и проектными требованиями, приведенными в подразделах для отдельных компонентов, должны
применяться специальные требования, предъявляемые к отдельным компонентам.
6.4.2
Виды отказов
Должно быть показано, что система райзера C/WO обладает необходимой конструкционной
надежностью относительно рассматриваемых видов отказов. Как минимум, компоненты райзера должны быть
рассчитаны на предупреждение следующих возможных видов отказов, в зависимости от ситуации:
а)
избыточная пластическая деформация;
б)
потеря устойчивости;
в)
усталость;
г)
хрупкое разрушение;
д)
избыточный прогиб;
е)
герметичность;
ж)
коррозия и износ;
з)
непредвиденное разъединение;
и)
механическая функция.
Расчеты по коррозии и износу см. в 6.4.4 и Разделе 7.
Требования, приведенные в 6.4, действительны для труб из материала, отвечающего общим требованиям
Раздела 7 и, в частности, требованиям к растяжению, приведенным в 7.2.9.
6.4.3
Выбор материала
Материалы, выбираемые для систем райзера C/WO, должны быть пригодны для использования в
течение срока службы, если не предусматривается их замена. Должное внимание должно быть уделено внешним
и внутренним флюидам, нагрузкам, температуре и возможным видам отказов на всех этапах, включая
эксплуатацию, изготовление и испытания. Выбор материалов должен обеспечить совместимость всех
компонентов райзерной системы.
Материалы должны обладать необходимыми свойствами для всех этапов изготовления, испытаний,
условий эксплуатации и хранения, и должны обладать достаточной прочностью, пластичностью и ударной
прочностью; см. Таблицу 15. Кроме того, система райзера C/WO не должна иметь наружных и внутренних
дефектов, которые могут ухудшить ее эксплуатационные свойства.
Риск для условий работы в присутствии сернистых соединений должен быть оценен для всех частей
райзера C/WO, которые во время эксплуатации могут контактировать с пластовыми флюидами; см. 7.2.4.
6.4.4
Припуск на коррозию
Любое употребление слова “коррозия” в настоящей части ISO 13628 должно означать коррозию,
окисление, очистку от окалины, абразивный износ, эрозию, износ и все другие формы потери металла.
Изготовитель должен учитывать воздействие, которое может оказывать коррозия (как внутренняя, так и
внешняя) на срок эксплуатации компонента; см. 7.2.13. В случае возникновения сомнений, должны быть
проведены коррозионные испытания.
Во всех случаях, где уменьшение толщины стенки возможно в результате поверхностной коррозии
любой внутренней или наружной поверхности, должен быть предусмотрен резерв на такие потери в течение
проектного или указанного срока (эксплуатации и хранения) компонента за счет надлежащего увеличения
толщины основного металла сверх значений, определенных расчетными формулами или анализом напряжений.
86
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Оценка для количественного определения необходимого увеличения толщины стенки (например,
припуск на коррозию) должна учитывать свойства материала, внутреннюю и внешнюю среду, внутренние и
наружные покрытия, периодичность контроля и процедуры консервации; см. 7.2.13.
Должен применяться минимальный припуск на коррозию, который должен быть документально
оформлен в проектных расчетах или указан покупателем.
ПРИМЕЧАНИЕ
Этот припуск на коррозию не обеспечивает защиту от рисков глубокой коррозии или коррозионного
растрескивания под напряжением. В таких случаях целесообразными средствами являются замена материала, оболочка и т.п.
6.4.5
Толщина
Если не установлено иначе, все проектные расчеты должны быть выполнены для соответствующих
размеров (толщина, диаметр и т.п.) при условии наличия коррозии.
Возможный благоприятный эффект упрочнения от покрытия или оболочки трубы не должен
приниматься во внимание в расчетах, кроме случаев, когда эффект упрочнения документально оформлен.
6.4.6
Расчетная прочность и свойства материала
Предел текучести, σy, предел прочности на растяжение, σu, для использования в расчетах должны быть
следующими:
 y   A5  R t0,5/T   A5  Yy  R t0,5
(4)
 u   A5  Rm/T   A5  Yu  Rm
(5)
где
ØA5
коэффициент уменьшения пластичности; см. Уравнение (6);
R t0,5/T заданный минимальный предел текучести для 0,5 % общего удлинения при заданной
температуре;
R t0,5
температуре;
заданный минимальный предел текучести для 0,5 % общего удлинения при комнатной
Yy
коэффициент уменьшения предела текучести при повышенной температуре;
Rm/T
заданный минимальный предел прочности на растяжение при заданной температуре;
Yu
коэффициент уменьшения предела прочности на разрыв при повышенной температуре;
Rm
заданный минимальный предел прочности на растяжение при комнатной температуре.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Общее удлинение 0,5 %, используемое для определения минимального заданного предела текучести
действительно для предела текучести до 655 МПа (95 000 фунт на дюйм2). Значение 0,6 % применяется для минимального заданного предела
текучести до 758 МПа (110 000 фунт на дюйм2).
Коэффициент уменьшения пластичности, A5, может применяться для материалов, не отвечающих
требованиям пластичности, приведенным в Таблице 15. Коэффициент пластичности равен 1,0, когда
минимальное удлинение после разрушения, A5, равно или превышает 14 %, а для A5  14 % коэффициент
пластичности рассчитывается по Уравнению (6):
 A5 
1,5
2
(6)
A5
56
Если σy больше, чем 0,92  σu, используется 0,92  σu вместо σy в Уравнении (4); см. Таблицу 15.
Для марганцево-углеродистых сталей и низколегированных сталей значение, указанное для 20 °C (68 °F)
может использоваться для температур не выше 50 °C (122 °F). Для марганцево-углеродистых сталей и
низколегированных сталей для температур выше 50 °C (122 °F) в качестве исходных данных для проектирования
должны быть определены более низкие свойства материала при расчетной температуре. Если нет доступной
87
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
документации по свойствам материала при повышенных температурах, значения предела текучести и прочность
на растяжение могут быть уменьшены в соответствии с Таблицей 10.
Таблица 10 — Дополнительные поправочные коэффициенты для повышенных температур
для марганцево-углеродистых и низколегированных сталей
Поправочный
температурный
коэффициент
Температура
°C (°F)
Комнатная
температура
66 (150)
82 (180)
121 (250)
180 (350)
Yy
1,00
0,99
0,97
0,91
0,85
Yu
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
Для углеродистых и низколегированных сталей при температурах до 120 °C (250 °F) могут
использоваться следующие значения физических свойств:
а)
модуль упругости: E = 205 000 МПа (29 730 килофунт на дюйм2);
б)
коэффициент Пуассона:  = 0,3;
в)
линейный
коэффициент
теплового
расширения:
 L = 12  10-6 м/м/°C
(5,73  10-
дюйм/дюйм/°F).
Для предела прочности на растяжение и предела текучести значения должны быть такими, которые
используются для материала в окончательном заводском состоянии. Должны приниматься во внимание любые
изменения прочности и температурные воздействия на прочность при растяжении и сжатии. Если материал или
металл сварного шва после изготовления показывают более низкие значения прочности и ударной прочности, в
расчетах должны использоваться эти значения; см. 7.2.14 и 7.2.16.
6
6.4.7
Избыточная пластическая деформация
Компоненты, для которых избыточная пластическая деформация является возможным типом отказа,
должны быть рассмотрены с точки зрения пластической деформации; см. 6.2.4.
Расчетная несущая способность компонентов работающих под давлением, включая болты, должна быть
определена исходя из свойств материала, как показано в 6.4.6, и расчетных коэффициентов, приведенных в
Таблице 11. Несущая способность при избыточных пластических деформациях должна быть получена одним из
методов, приведенных в Приложении D.
Следует принимать во внимание циклические тепловые нагрузки в сочетании с постоянными
нагрузками, термическое накопление деформации, т.е. механизм пошагового смятия.
Особые условия могут потребовать более низких расчетных коэффициентов, например, риск
коррозионного растрескивания под напряжением, водородное растрескивание.
Таблица 11 — Расчетные коэффициенты, Fd
88
Режим нагрузки
Fd
Основа для расчета вида отказа
Сборка (крепление болтами или
свинчивание) и разборка
(развинчивание)
0,90
Основывается на фактических расчетных значениях при
температуре сборки/разборки
Заводское/FAT гидростатическое
испытание под давлением
0,90
Основывается на фактических расчетных значениях при
температуре испытаний, флюид (гидростатический)
Нормальная эксплуатация
0,67
Основывается на толщине стенки, подвергающейся действию
коррозии при расчетной температуре металла
Эксплуатация в экстремальных
условиях
0,80
Основывается на толщине стенки, подвергающейся действию
коррозии при расчетной температуре металла
Испытание системы под
давлением (эксплуатационные
испытания)
0,67
Основывается на толщине стенки, подвергающейся действию
коррозии при температуре испытаний
Кратковременная работа
0,80
Основывается на толщине стенки, подвергающейся действию
коррозии при фактической температуре металла
Случайный
(жизнеобеспечивающий)
1,00
Основывается на толщине стенки, подвергшейся действию
коррозии при фактической температуре металла
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
6.4.8
Потеря устойчивости
Возможность потери устойчивости должна приниматься во внимание для деталей в условиях сжатия или
компонентов с зонами сжимающих напряжений.
ПРИМЕРЫ
Возможны один или более следующих двух типов потери устойчивости: локальная потеря
устойчивости стенки трубы и потеря устойчивости трубы как сжатого стержня.
Анализ потери устойчивости должен быть основан на наиболее неблагоприятном типе потери
устойчивости. Должны приниматься во внимание исходные дефекты и остаточные напряжения. Должно быть
обеспечено соответствие между исходными дефектами в расчетах сопротивления потере устойчивости и
допусками на изготовление.
Компоненты могут проектироваться в соответствии с положениями общепризнанных стандартов,
например, API RP 2A-WSD [1]. В случаях, когда анализ пластичности выполняется с использованием теории
больших деформаций, см. D.2.4; если проводятся испытания, см. D.2.5; должны использоваться расчетные
коэффициенты, приведенные в 6.4.7.
Если потеря устойчивости по типу сжато-изогнутой балки неизбежна, должно быть документально
подтверждено, что райзер или компонент не подвергнется какому-либо отказу в режиме после потери
устойчивости.
Отрицательное эффективное натяжение может привести к потере устойчивости райзера по типу сжатоизогнутой балки. Особое внимание должно быть уделено тому, что небольшое снижение верхнего натяжения
может привести к возникновению избыточных изгибающих моментов. В таких случаях следует определить запас
выше минимального натяжения, вызывающего избыточные изгибающие моменты. Элементы, расположенные
выше натяжной секции райзера верхнего натяжения, в некоторых конфигурациях райзера могут подвергаться
воздействию сжимающих нагрузок.
6.4.9
Усталость и контроль усталости
В настоящей части ISO 13628 установлены требования к анализу на усталость на основе усталостных
испытаний и механики разрушения. Практические детали расчетов усталостной прочности см. в Приложении C.
Цель расчета усталостной прочности состоит в обеспечении достаточной усталостной долговечности
райзера C/WO. Рассчитанная усталостная долговечность может служить основой для планирования контроля
усталостных трещин во время изготовления и в период эксплуатации райзера C/WO.
На протяжении всего периода эксплуатации должно приниматься во внимание воздействие всех
приложенных циклических нагрузок, которые имеют достаточные амплитуду и число циклов, чтобы вызвать
серьезные усталостные повреждения; см. 6.3.4.4. Должны приниматься во внимание все режимы эксплуатации,
включая работу в открытом море и режим работы с трубодержателем (внутри райзера) и временные условия,
такие как спуск и подвешивание. Как минимум, анализ на усталость должен выполняться для обобщенных
условий работы в открытом море и режима работы с трубодержателем (эксплуатация внутри райзера), там, где
это целесообразно.
Райзер C/WO следует проектировать таким образом, чтобы не допускать резонансной вибрации,
вызванной вихреобразованием там, где это практически применимо. Могут использоваться устройства
подавления вихреобразования, как способ минимизации воздействия резонансной вибрации, вызванной
вихреобразованием; более подробно см. API RP 2RD [2].
Должны быть идентифицированы участки, чувствительные к усталостным нагрузкам, и для каждого
участка должен быть выполнен анализ на усталость. Особое внимание должно быть уделено болтам, сварным
швам и деталям с концентраторами напряжений, в дополнение к местам с высокой шероховатостью поверхности
и поверхностной маркировкой. Если имеется повышенный риск усталостного разрушения, следует пересмотреть
конструкцию для снижения риска путем учета изменений в конфигурации для снижения пиковых напряжений,
например, путем снижения эксцентричности кольцевых сварных швов, обеспечения ровных профилей, в
особенности сварных швов, и использования менее чувствительных материалов.
Усталостная долговечность может рассчитываться методом, основанным на анализе накопленного
повреждения и/или анализе распространения трещины. При оценке усталостной долговечности обычно следует
использовать методы, основанные на анализе накопленного повреждения, благодаря их простоте и
эффективности. Анализ распространения усталостной трещины также может применяться в определении
пределов обнаружения для методов NDT, применяемых в процессе производства, и планировании технического
контроля в процессе эксплуатации.
Если срок эксплуатации не указан покупателем, то должен использоваться минимальный срок 5 лет.
Необходимая минимальная расчетная усталостная долговечность должна основываться на предполагаемом
сроке эксплуатации и графике технического контроля. Значение расчетной усталостной долговечности должно
быть равно как минимум 3-кратному сроку службы для всех компонентов, подлежащих техническому контролю
89
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
(DF = 3). Для компонентов, для которых технический контроль невозможен, расчетная усталостная
долговечность должна равняться как минимум 10-кратному сроку службы (DF = 10). Кроме случаев, когда
расчетная усталостная долговечность равна как минимум 10-кратному предполагаемому сроку службы,
компоненты райзера должны периодически подвергаться контролю на наличие усталостных трещин.
Периодичность контроля/периодичность замены не должна быть выше, чем одна десятая от расчетной
усталостной долговечности.
6.4.10
Хрупкое разрушение
Компоненты райзера должны обладать достаточной выносливостью по отношению к началу хрупкого
(неустойчивого) разрушения; см. 7.2.10. Надежность по хрупкому разрушению обычно считается
удовлетворительной, если материалы, качество изготовления и испытания соответствуют требованиям Раздела 7
и 8.3.
6.4.11
Избыточный прогиб
6.4.11.1Общие положения
Пределы максимальных значений прогиба райзера могут включать оценку хода, взаимодействие
райзеров и углы шаровых/гибких соединений.
6.4.11.2Ход
Системы райзера C/WO должны проектироваться таким образом, чтобы иметь достаточную
возможность хода, чтобы не допустить повреждение компонентов райзера и оборудования. Ограничения по ходу
райзера обычно включают следующее:
а)
диапазон хода компенсатора вертикальной качки буровой лебедки;
б)
диапазон хода системы натяжения;
в)
секция скольжения, “длина защиты от вертикальной качки”, т.е. длина упрочненной секции
противоизносной муфты;
г)
ход вниз поверхностного оборудования.
ПРИМЕЧАНИЕ
“Длина защиты от вертикальной качки” секции скольжения и ход вниз поверхностного оборудования обычно
являются основными параметрами для эксплуатационных ограничений.
Ход, обусловленный течением, может быть уменьшен путем увеличенного верхнего натяжения. Это
имеет особое значение для применения в глубоководных условиях, где следует применять фактические профили
и скорости течения.
Должна учитываться прочность на растяжение компенсатора вертикальной качки и натяжного
устройства.
Расчеты хода вверх и вниз должны включать влияние чувствительности к воздействию окружающей
среды, натяжение, давление (влияние защитного колпака), температуру, приливно-отливные движения,
штормовой напор, накат ветровых волн, допуски на подгонку длины и высоты компоновок райзера, влияние
осадки/натяжения и водоизмещение плавучего основания.
Чувствительность к воздействию окружающей среды включает статический и динамический ход.
Статический ход определяется воздействием нагрузки от течения и осадки в результате среднего смещения
плавучего основания. Среднее смещение плавучего основания включает влияние нагрузки от постоянного ветра
и средней дрейфовой волны. Волновая нагрузка включает относительные перемещения плавучего основания и
райзера, т.е. динамический ход.
Требования к ходу следует определять на основании вышеуказанных воздействий с применением
соответствующего коэффициента запаса прочности.
Для хода вверх и хода вниз может применяться запас прочности 10%.
6.4.11.3Взаимное влияние
Взаимное влияние должно учитываться на всех этапах расчетного срока эксплуатации. Конструкция
райзерной системы должна включать оценку или анализ потенциального взаимного влияния других райзеров,
якорных канатов, буровой шахты, корпуса плавучего основания, морского дна, ограничения по перемещению
верхнего блока райзера таким образом, чтобы не было взаимного воздействия с другим оборудованием
райзерной системы или контакта с плавучим основанием (натяжная рама, надводная елка или гибкий трубный
соединитель), и с любыми другими препятствиями, включая зазор посадочной колонны до нижнего гибкого
90
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
соединения и расстояние от подводного оборудования до морского дна во время подвешивания. Возможные
подходы к проектированию могут быть разделены на следующие категории:

столкновения недопустимы;

столкновения допустимы.
Недопустимость столкновений (никаких соударений или взаимного влияния) следует принимать как
цель вследствие потенциального повреждения райзера или другой части системы в случае возникновения
взаимного влияния. Чтобы не допустить столкновений, следует использовать целесообразный запас надежности
для минимального расстояния.
Если допускается отрицательный зазор (контакт), следует определить возникающие ударные нагрузки,
чтобы подтвердить сохранение целостности конструкции. Для этого необходима оценка частоты, места,
импульса силы столкновений или относительной скорости райзера перед ударом. Отдельные локальные
расчеты/анализ обычно необходимы для оценки напряжений в компоненте трубы или райзера в момент удара.
6.4.11.4Углы гибкого/шарового соединения бурового райзера
Если не согласовано иначе, минимальные значения максимального угла отклонения бурового райзера в
гибком/шаровом соединении при выполнении операций внутри бурового райзера, должны соответствовать
Таблице 12.
Таблица 12 — Углы шарового/гибкого соединения бурового райзера
Режим нагрузки
Минимальные значения максимального
угла отклонения бурового райзера
градусы
Спуск и извлечение a
 1,0
Нормальная эксплуатация
 3,0
Дополнительный натяг для извлечения прихваченных труб
 2,0
a
Угол должен позволять прохождение трубодержателя, инструмента для спуска трубодержателя и посадочной колонны.
6.4.11.5Герметичность
Герметичный компонент должен соответствовать следующим максимально допустимым критериям
герметичности при испытаниях на утечки для внутреннего давления:
а)
для испытаний на герметичность для жидкости: не должно быть видимых утечек на всем
протяжении испытаний;
б)
для испытаний на герметичность для газа:
не должно быть постоянного образования
пузырьков на всем протяжении испытаний. Если утечка наблюдается, ее размер должен быть менее 1  10-3 см3/с
(3,6 см3/ч), измеренный при атмосферном давлении на всем протяжении испытания. Величина утечки не должна
носить нарастающий характер.
Испытательной средой для испытаний на герметичность для жидкости может быть вода, для испытаний
на герметичность для газа может использоваться азот. Минимальная продолжительность испытаний на
герметичность должна составлять 15 мин. Если не указано иначе, испытания проводятся при комнатной
температуре.
ПРИМЕЧАНИЕ Объем утечки 0,9 см3 за 15 мин соответствует 1  10–3 см3/с.
Компонент должен быть непроницаемым для газа в предельно тяжелых условиях эксплуатации и
непроницаемым для жидкости для случайных проектных условий. Покупатель может указать более жесткие
требования к герметичности, температуре и схеме испытаний для применения в условиях применения для очень
опасных продуктов и высоких температур.
Требования герметичности на внутреннее давление могут также применяться для внешнего давления.
6.5 Критерии проектирования трубы
91
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Общие положения
6.5.1
В подразделе 6.5 приведены положения по проверке предела прочности (на разрыв, пластическую
деформацию, смятие) прямых труб и труб с небольшой конусностью стенки трубы (например, конусных
соединений). Контроль несущей способности должен рассматривать следующее:
а)
расчет давления:

б)
внутреннее давление,

внешнее давление;
комбинированные нагрузки:

чистое внутреннее давление, эффективное натяжение и изгибающий момент,

чистое внешнее давление, эффективное натяжение и изгибающий момент.
Другие применимые виды отказов, которые должны учитываться при проектировании, см. в 6.4. Пример
расчета труб приведен в Приложении Е. Основу для проектирования на внутреннее давление (разрыв) и чистое
внутреннего давления в комбинации с нагрузками можно найти в Источниках [35] и [36].
Полное использование несущей способности трубы райзера, рассчитанной по уравнениям, приведенным
в 6.5, требует, чтобы соединители райзера обладали конструкционным уровнем безопасности, совместимым с
трубой; см. 6.6.
6.5.2
Расчет давления
6.5.2.1 Общие положения
В 6.5.2 приведены требования к расчету на внутреннее и внешнее давление, т.е. определение
минимально необходимой толщины стенки трубы, выдерживающей внутреннее и внешнее давление.
Расчет давления, т.е. минимальной прочности на разрыв от внутреннего давления и минимального
сопротивления окружной потере устойчивости при изгибе (смятие), должен выполняться на базе значения
минимальной толщины стенки трубы, t 1, как показано в Уравнениях (7) и (8):
a)
Заводские/FAT испытания под давлением:
t 1  t n  t fab
(7)
где
tn
номинальная (заданная) толщина стенки трубы;
t fab
абсолютное значение отрицательного допуска из технических условий/стандарта на материал.
b)
Условия эксплуатации и испытания системы под давлением:
t 1  t n  t fab  t ca
где tca является припуском на коррозию, износ, эрозию
Уравнении 7.
(8)
и другие переменные такие же, как в
6.5.2.2 Расчет внутреннего давления (на разрыв)
Минимальное давление на разрыв трубы должно превышать эффективное внутреннее давление во всех
поперечных сечениях вдоль колонны райзера, как показано в Уравнении (9):
(9)
где
pint,d
расчетное внутреннее давление;
po,min
минимальное внешнее гидростатическое давление;
Fb
расчетный коэффициент трубы на разрыв, взятый из Таблицы 13;
pb,min
минимальное давление разрыва трубы; см. Уравнение (10).
Значения внутреннего расчетного давления и расчетной температуры, приведенные в Таблице 7 и
Таблице 8 соответственно, обычно применяются при расчете внутреннего давления (на разрыв). Подробнее о
92
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
гидростатических испытаниях при комнатной температуре см. 8.3, для учета снижения характеристик материала
регулирование давления испытания не требуется. Обычно давление испытания не определяет толщину стенки.
Минимальное внешнее гидростатическое давление может быть принято за ноль.
Таблица 13 — Расчетные коэффициенты на разрыв (работа под давлением), Fb
Внутреннее расчетное давление
Давление гидростатического
испытания
0,60
0,90
Минимальное давление трубы на разрыв, pb,min, определяется из Уравнения (10):


p b,min  1,1   y   u 
t1
Do  t 1
(10)
где
σy
расчетный предел текучести; см. 6.4.6;
σu
расчетный предел прочности на растяжение; см. 6.4.6;
t1
минимальная толщина стенки трубы без припусков и допусков на изготовление, в зависимости
от ситуации; см. 6.5.2.1;
Do
указанный или номинальный наружный диаметр трубы.
ПРИМЕЧАНИЕ
Рассматриваемый вид отказа является вязким разрушением стенки трубы под действием чистого внутреннего
давления, часто рассматриваемый как “вязкий разрыв трубы”. Критерий разрыва основан на значении прочности на разрыв для труб с
закрытыми (заглушенными) концами.
Различные определения и уровни давления показаны на Рисунке 10.
93
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
a
Давление
Наименование
Максимальная доля pb,min
pb,min
Минимальное давление трубы на
разрыв
1,00
pFAT
Давление заводских/FAT испытаний
0,90
pint,d
Расчетное внутреннее давление
0,60
pint,o
Внутреннее эксплуатационное
давление
0,60
Максимальная доля p b,min
Рисунок 10 — Соотношения уровней давления
6.5.2.3 Расчет внешнего давления (окружная потеря устойчивости)
Давление окружной потери устойчивости (смятия) трубы должно превышать чистое внешнее давление
во всех поперечных сечениях вдоль колонны райзера, как показано далее:
(11)
где
pod
расчетное внешнее давление;
pint,min минимальное внутреннее гидростатическое давление;
Fhb
расчетный коэффициент окружной потери устойчивости (смятия), взятый из Таблицы 14;
pc,min
минимальное давление окружной потери устойчивости (смятия) трубы.
Если труба райзера подвергается воздействию внутреннего давления, значение минимального внутреннего
давления может быть принято во внимание, учитывая, что оно может поддерживаться постоянным, в противном
случае используется нулевое значение внутреннего давления или вакуум  0,1
1 бар).
ПРИМЕЧАНИЕ
Райзер C/WO может испытывать высокое внешнее давление при работе внутри бурового райзера; см. 6.3.2.2.
Внешнее давление гидростатического испытания может быть таким, как показано в I.7. Давление
испытания обычно не определяет толщину стенки.
Таблица 14 — Расчетный коэффициент окружной потери устойчивости (смятия), Fhb
Технология изготовления трубы
Расчетное внешнее давление
Давление гидростатического
испытания
Бесшовная труба
0,67
0,80
Минимальное давление окружной потери устойчивости (смятия), pc,min, должно быть рассчитано, как
показано в Уравнении (12):
2
2
 p p,min
 p c,min  p el,min    p c,min
  p c,min  p el,min  pp,min  2  f 0 
Do
t1
(12)
где
pel,min минимальное давление окружной потери устойчивости (смятия) поперечного сечения трубы
(нестабильность);
pp,min минимальное давление пластической окружной потери устойчивости (смятия) поперечного
сечения трубы;
f0
94
начальная овальность;
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Do
указанный или номинальный наружный диаметр трубы;
t1
минимальная толщина стенки трубы без припусков и допусков на изготовление, в зависимости
от ситуации, см. 6.5.2.1.
и
 t1 
2 E 

 Do  t1 
p el,min 
1 2
3
(13)
где
E
модуль упругости;

коэффициент Пуассона;
t
p p,min  2   y  1
Do
(14)
где переменные те же, что и в Уравнениях (12) и (13).
f0 
D o,max  D o,min
D o,max  D o,min
(15)
где
Do,max максимальный наружный диаметр в любом поперечном сечении;
Do,min минимальный наружный диаметр в любом поперечном сечении.
Начальная овальность, f0, не должна приниматься менее чем 0,002 5 (0,25 %). Следует использовать
значение максимальной начальной овальности не выше 0,015 (1,5 %). Овализация, возникающая при
изготовлении и производстве, должна быть включена в значение начальной овальности. Решение Уравнения (12)
можно найти в Приложении Е.
Для применения в глубоководных условиях значение начальной овальности следует обычно принимать
не выше 0,005 (0,5 %).
Проектное внешнее давление, принимаемое для расчетов, должно быть максимальным рабочим
давлением в условиях эксплуатации или в условиях испытаний, которое из них выше.
Рассматриваемый характер разрушения относится к окружной потере устойчивости (смятие трубы в
поперечном сечении) под действием внешнего гидростатического давления. Давление окружной потери
устойчивости, принимаемое в этих уравнениях, следует сравнивать с гидростатическим давлением,
определяемым глубиной воды, чтобы обеспечить отвечающую требованиям толщину стенки для
соответствующего диапазона глубин, внешним давлением для концентрических труб и т.д. Расчетная формула
основана на сопротивлении окружной потере устойчивости при изгибе для труб с открытыми концами.
6.5.3
Расчет комбинированных нагрузок
6.5.3.1 Общие положения
Толщина для трубы, используемая при контроле влияния комбинированных нагрузок, должна быть
равна номинальной минус припуск на коррозию, как показано в Уравнении (16):
t 2  t n  t ca
(16)
где
t2
толщина стенки трубы без припусков;
tn
номинальная (указанная) толщина стенки трубы;
tca
припуск на коррозию/износ/эрозию.
95
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ПРИМЕЧАНИЕ В случае, когда расчет влияния нагрузок основывается на моделях общего анализа системы
райзера с линейно-упругими материалами в комбинации с уравнениями сопротивлений, приведенными в настоящей части
ISO 13628, результат может быть принят без дополнительных проверок по критериям прочности трубы.
6.5.3.2 Чистое внутреннее избыточное давление
Трубные детали, подверженные эффективному растяжению, первичному изгибающему моменту
(с контролируемой нагрузкой) и чистому внутреннему избыточному давлению, должны быть рассчитаны на
соответствие следующему условию во всех поперечных сечениях, как показано в Уравнении (17):
(
17)
где
Te
эффективное растяжение в трубе;
Tpc
прочность трубы на пластическое растяжение;
Fd
расчетный коэффициент, приведенный в Таблице 11;
Mbm
изгибающий момент в трубе;
Mpc
момент пластического изгиба трубы;
pint
внутреннее давление в трубе;
po
внешнее давление;
pb
давление разрыва трубы.
Прочностные характеристики трубы приведены в Уравнениях (18), (19) и (20):
M pc   bm   y  Z   bm   y 
1 3
3
Do   Do  2  t 2  

6 
(18)
где
 bm
параметр податливости поперечного сечения трубы;
Z
пластический момент сопротивления сечения трубы;
Do
указанный или номинальный наружный диаметр трубы;
t2
толщина стенки трубы без припусков; см. 6.5.3.1;
Tpc   y  Ac   y     D o  t 2   t 2
(19)
где
Ac
площадь поперечного сечения трубы;
σy
расчетный предел текучести; см. 6.4.6;


p b  1,1   y   u 
где σu
t2
Do  t 2
(20)
расчетный предел прочности на растяжение; см. 6.4.6.
Параметр податливости поперечного сечения трубы, αbm, приведен в Уравнениях с (21) по (23):
96
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
для
(21)
для
(22)
для
(23)
Эффективное растяжение, Te, приведено в Уравнении (24) (осевое усилие растяжения положительное);
см. В.3.2.1:
Te  T w  p int  Aint  p o  Ao
(24)
где
Tw
истинное растяжение стенки (т.е. осевое напряжение, возникающее в результате сложения
осевых напряжений в поперечном сечении);
Aint
площадь внутреннегопоперечного сечения трубы, может быть заполнено флюидом;
Ao
площадь наружного поперечного сечения трубы, определяющая плавучесть при погружении.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Вид отказа, описываемый данным уравнением, включает избыточную пластическую деформацию и
локальную потерю устойчивости при изгибе со стороны сжатия трубы (складкообразование) в результате эффективного растяжения,
изгибающего момента и чистого внутреннего избыточного давления.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Критерием расчета является критерий фон Мизеса в отношении поперечных сил и сопротивления поперечного
сечения пластической деформации.
ПРИМЕЧАНИЕ 3
При консервативной оценке для таких проверок внешнее давление, po, принимается равным нулю.
6.5.3.3 Чистое внешнее избыточное давление
Трубные детали, подверженные комбинированному эффективному растяжению, первичному
изгибающему моменту (с контролируемой нагрузкой) и чистому внешнему избыточному давлению, должны
быть рассчитаны на соответствие следующему условию во всех поперечных сечениях, как показано в Уравнении
(25):
(
25)
где
Te
эффективное растяжение в трубе;
Tpc
прочность трубы на пластическое растяжение; см. Уравнение (19);
Fd
расчетный коэффициент, приведенный в Таблице 11;
Mbm
изгибающий момент в трубе;
Mpc
момент пластического изгиба трубы; см. Уравнение (18);
po
внешнее давление;
pint
внутреннее давление в трубе;
97
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
pc
давление окружной потери устойчивости при изгибе (смятие);
и
 p c  p el    p c2  p p2   p c  p el  p p  2  f 0 
 t2

2 E 

Do  t 2 

p el 
1 2
Do
t2
(26)
3
t
pp  2   y  2
Do
(27)
(28)
где
pel
давление упругой окружной потери устойчивости (смятие) поперечного сечения трубы
(нестабильность);
pp
давление пластической окружной потери устойчивости (смятие) поперечного сечения трубы;
Do
указанный или номинальный наружный диаметр трубы;
t2
толщина стенки трубы без припусков, см. 6.5.3.1;

коэффициент Пуассона;
σy
расчетный предел текучести, см. 6.4.6.
Расчетные коэффициенты приведены в Таблице 11.
ПРИМЕЧАНИЕ 1
При консервативной оценке для таких проверок внутреннее давление, p int, принимается равным нулю.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Вид отказа, описываемый данным полуэмпирическим расчетным уравнением, включает избыточную
пластическую деформацию и комбинированную локальную потерю устойчивости со стороны сжатия трубы и окружную потерю
устойчивости поперечного сечения в результате комбинированного изгибающего момента, эффективного растяжения и чистого внешнего
давления.
6.6
6.6.1
Соединители
Введение
6.6.1.1 Назначение
В 6.6 приведены требования и рекомендации в отношении расчетов соединителей райзеров C/WO.
6.6.1.2 Общие требования
Целью расчетов является подтверждение, что соединители обладают необходимой конструкционной
прочностью, герметичностью, пределом усталости и функциональными характеристиками для соответствующих
условий нагружения. Там, где применимо, должно учитываться сопротивление случайным нагрузкам, таким, как
пожар и удар.
Предпочтительно, чтобы соединители райзера имели конструкционный уровень безопасности,
сопоставимый с соединяющей трубой или трубным элементом.
Соединители должны быть рассчитаны таким образом, чтобы обеспечить плавный переход нагрузок без
высоко локализованных напряжений или избыточной деформации сопряженной трубы.
Материалы соединителя и компонентов, включая уплотнения и болтовые соединения, должны
соответствовать требованиям, приведенным в Разделе 7.
98
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Критерии усталости приведены в 6.4.9, а рекомендации по анализу и оценке усталости приведены в
Приложении С.
Все соединители райзерных систем C/WO должны быть квалифицированы для применения, основаны на
расчетах в сочетании с квалификационными испытаниями, см. Приложение I. Соединители одного типа, но
разных размеров, могут быть квалифицированы путем расчетов; см. I.1.11.
Для определения характеристик соединения уплотнения и соединители, включая любые болты,
предварительный натяг и силы трения, должны быть рассмотрены вместе, как система.
6.6.2
Нагрузки и режимы нагрузки
При расчете соединителей должны быть рассмотрены и документально оформлены изготовителем как
минимум, следующие параметры/режимы нагружения:
а)
нагрузки при свинчивании и развинчивании (например, растяжение и кручение);
б)
внутреннее и внешнее давление, включая давление испытания;
в)
внешние нагрузки (например, изгибающие моменты и эффективные растяжения);
г)
циклические (усталостные) нагрузки;
д)
воздействие термических нагрузок (удерживаемый флюид/вода, разнородные металлы) и
нестационарные режимы теплообмена.
Нагрузки давления разъединения должны быть основаны на наиболее неблагоприятных условиях
уплотнения (должны предполагаться утечки по наибольшему диаметру резервного уплотнения).
Для соединителей, для которых необходимы предварительные нагружения соединителя или болтов,
должно применяться следующее.

Должны быть рассмотрены максимальное и минимальное предварительное нагружение при
сборке и возможное снижение предварительного нагружения в процессе эксплуатации из-за комбинации
минимальной нагрузки при сборке, давления, внешних нагрузок и термического воздействия.

Минимальная нагрузка при сборке должна быть определена на основе оценки точности
(разброса) методов создания предварительного нагружения, кратковременного и долговременного ослабления.
Относительно прочности и утечек в расчетах соединителей внешнее давление должно рассматриваться
для эксплуатации как внутри бурового райзера, так и в открытом море.
Минимальное механическое предварительное нагружение должно быть достаточным для посадки
уплотнительных колец/уплотнений и обеспечивать функционирование без утечек. Должно приниматься во
внимание воздействие коррозии.
Расчетное воздействие нагрузки следует основывать на общем анализе райзерной системы, включая
воздействие нагрузок от окружающей среды, эксплуатационных нагрузок, нагрузок от давления на всех этапах
эксплуатации. Соединители могут предусматривать также опору для вспомогательных линий и плавучести,
которые создают нагрузки на соединители. Временные нагрузки во время обслуживания или подвешивания
райзера от инструментов для обслуживания или спайдера следует учитывать при включении возможных
нагрузок при подвешивании.
6.6.3
Виды отказов
Соединители райзера должны быть рассчитаны на следующие возможные виды отказов, в зависимости
от ситуации:
а)
избыточная пластическая деформация; см. 6.4.7;
б)
герметичность; см. 6.4.11.5;
в)
разрушение; см. 7.2.1.;
г)
деформация и внезапное разъединение, такое, как выход резьбы из зацепления;
д)
усталостное разрушение; см.6.4.9;
е)
тенденция к образованию задиров между элементами скольжения;
ж)
функциональные характеристики, например, многократные свинчивания и развинчивания,
взаимозаменяемость, многократные фиксации/освобождения.
Относительное радиальное смещение между сопряженными резьбами, возникающее в результате
воздействия комбинации давления, термического воздействия и внешних нагрузок, не должно превышать 10 %
99
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
минимальной рабочей высоты профиля резьбы. Минимальная рабочая высота профиля резьбы должна быть
определена с учетом наиболее неблагоприятного сочетания допусков.
Испытания на свинчивание/развинчивание рассматриваются как успешные, если не наблюдается
образование задиров или наблюдается и устраняется восстанавливаемое повреждение, отвечающее ремонтным
критериям изготовителя, и соединитель работает без утечек. На контактных или уплотнительных поверхностях
допускаются только такие задиры, которые могут быть удалены с помощью наждачной бумаги.
Достаточная стойкость против соответствующих видов отказов должна быть показана с использованием
расчетов, см. Приложение D, подтвержденных необходимыми квалификационными испытаниями; см.
Приложение I.
Должна быть проверена чувствительность расчетной модели и используемых в модели параметров.
Расчеты должны быть выполнены с использованием размеров компонентов в условиях повреждения
коррозией и без повреждения коррозией, и должен рассматриваться наиболее тяжелый случай.
Следует ограничить деформации, возникающие при всех соответствующих условиях нагружения, таким
образом, чтобы не оказывать неблагоприятных воздействий на герметизацию или механические характеристики
компонента.
ПРИМЕЧАНИЕ
Основной целью анализа чувствительности является количественная оценка неопределенностей модели,
подтверждение рациональных консервативных оценок и идентификации зон, где необходимо достичь приемлемого моделирования за счет
более детальных исследований. Параметрами, включенными в анализ прочности, герметичности и усталости, обычно являются
предварительное нагружение, допуски на механическую обработку и коэффициенты трения.
6.6.4
Свинчивание и развинчивание соединителя
Соединители должны свинчиваться и развинчиваться в соответствии с документально оформленной
процедурой, которая была квалифицирована по результатам испытаний на создание заданного минимального
предварительного нагружения. Должны учитываться факторы, оказывающие влияние на предварительное
нагружение, такие как трение и смазка.
Соединители должны свинчиваться и развинчиваться квалифицированным персоналом. Персонал
должен иметь документально оформленную квалификацию, подтверждающую основные знания о работе
соединителя и используемых инструментов, в сочетании с проведенными испытаниями для подтверждения его
способности применять квалифицированные процедуры и обеспечивать указанное минимальное
предварительное нагружение.
Используемые инструменты должны быть откалиброваны по эталону с прослеживанием калибровки
относительно признанных стандартов. Важно, чтобы система создания предварительного нагружения в целом,
включающая инструменты и измерительные приборы, была откалибрована как единый блок.
Изготовитель должен определить процедуры свинчивания/развинчивания, которые должны включать
процедуры применения резьбовых смазок для обеспечения надлежащего свинчивания без задиров.
6.6.5
Уплотнения
Соединители должны предусматривать уплотнение между сопрягаемыми сегментами, которое
совместимо с любыми флюидами, проходящими через райзер. Уплотнение должно сохранять механическую
целостность при всех внешних и внутренних условиях нагружения, включая как кратковременные, так и
продолжительные условия.
В случаях, когда уплотнительные кольца используются для направления соединителей во время
свинчивания/развинчивания, уплотнительные кольца должны быть рассчитаны на направляющие нагрузки.
Уплотнения должны быть изготовлены из металлических материалов или эластомеров, которые
выносливы по отношению к внутренним и внешним флюидам. Не должна допускаться гальваническая коррозия.
Механические и физические свойства должны сохраняться при прогнозируемых значениях давления и
температуры.
Уплотнительные поверхности соединителей должны иметь класс обработки поверхности и твердость,
применимые для сопрягаемой уплотнительной поверхности соединителя или уплотнения.
Конструкции соединителей, в которых уплотнение работает как элемент, несущий основную нагрузку,
например, фланцы API 6A тип 6B, не должны применяться в случаях приложения циклических нагрузок, чтобы
сохранять высокую надежность против утечек.
Уплотнительные кольца, контактирующие с внутренним флюидом, должны иметь такие же внутренние
припуски на коррозию, как и соединяемые трубы/оборудование, и быть изготовлены из совместимого материала.
100
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
В качестве альтернативы, уплотнения и уплотнительные поверхности должны быть коррозионно-стойкими в
реальных условиях эксплуатации.
Дополнительные требования к уплотнениям приведены в 5.4.2, 5.4.12 и Приложении H.
6.6.6
Резьбовые соединения
Поскольку действует много переменных, и с тем, чтобы не ограничивать инновационные решения,
детальные правила сводятся к минимуму. Как при статическом, так и при усталостном анализе резьбовых
соединений должно рассматриваться влияние общей нагрузки, числа витков, формы резьбы, относительной
жесткости сопрягаемых деталей и трения. Напряжения могут быть минимизированы за счет использования
обычных канавок (свободных витков резьбы без зацепления) перед первым витком резьбы и обеспечением
гибкости сопрягаемых деталей для обеспечения равномерности распределения нагрузки по виткам резьбы.
Проектировщик должен идентифицировать наиболее слабую зону/секцию и зоны с наиболее высокой
концентрацией напряжений в резьбовом соединении. Это обычно зона впадины профиля наиболее нагруженного
витка резьбы, которым обычно является первый или второй виток. Для расчета напряжений необходимо
учитывать фактическую нагрузку на резьбу, SCF, определяемый формой резьбы (в частности, радиус впадины
профиля резьбы или эллиптический переход), напряжение изгиба в резьбе, поверхностное и изгибающее
напряжение в резьбовой части трубы.
Обычно витки резьбы неравномерно несут конечную нагрузку. Проектировщик должен определить
распределение нагрузки по виткам резьбы.
Ограничения крутящего момента при свинчивании должно быть указано изготовителем.
Изготовителю также следует указать ограничения угла вращения при свинчивании.
6.6.7
Фланцевые соединения
Все фланцевые соединения, используемые в райзере C/WO, которые подвергаются циклическим
нагрузкам, должны быть с уплотнительными кольцами и рассчитаны на сборку торец-к-торцу для передачи
общей нагрузки на болты через рабочие поверхности фланца. Фланцевые соединения должны быть
спроектированы так, чтобы не допускать возникновения рычажного воздействия на болт.
Самоуплотняющиеся или уплотняющиеся под действием давления металлические уплотнительные
кольца могут использоваться для обеспечения передачи общей нагрузки на болты через рабочие поверхности
фланца.
Возникновения рычажного воздействия можно избежать за счет осевого зазора по диаметру окружности
болтов, как минимум на одном из фланцев в соединении достаточного размера, чтобы не допустить
возникновения рычажного воздействия на болт, например, за счет выступа или изначального конического
профиля фланцевого кольца.
Фланцы по ISO 10423 могут использоваться, прежде всего, в статических условиях нагружения, а для
использования в условиях циклических нагрузок следует предусмотреть их квалификацию.
Примеры расчета фланцев на прочность приведены в EN 1591-1 [24] и ENV 1591-2 [25] с расчетными
коэффициентами, приведенными в 6.4. Если нет подтверждения результатами испытаний или анализом методом
конечных элементов, должен использоваться полный диаметр отверстия под болт вместо эффективного диаметра
отверстия под болт при оценке эффективной ширины фланца для использования в расчетах несущей
способности фланца (но не для расчетов гибкости) по EN 1591-1[24]. Болты должны быть рассчитаны в
соответствии с 6.6.8. Для напряжений на упорных поверхностях и срезающих напряжений должны применяться
предельные значения, приведенные в Приложении D.
Примеры графического представления механических характеристик для фланцев ISO 10423 для
статических условий нагружения можно найти в API Bull 6AF [4], API Bull 6AF1 [5] и API Bull 6AF2 [6]. Эти
графики следует использовать с осторожностью, поскольку используемые модели анализа не полностью
рассматривают канавки под уплотнения или удерживающие усилия в условиях, приближенных к реальным.
Рабочие поверхности фланцев могут начать разъединяться при перечисленных избыточных нагрузках, поэтому
несущие способности упорных поверхностей фланца должны рассчитываться отдельно. Фланцевые соединения,
испытывающие циклические (динамические) нагрузки, во время эксплуатации обычно должны обеспечивать
контакт упорных поверхностей для снижения риска усталостного разрушения болтов и утечек из-за повреждения
уплотнения.
6.6.8
Болты
В соединителях, таких как фланцы и хомуты, болты имеют первостепенное значение при передаче
нагрузок через собранный соединитель. Обычно болты должны быть с предварительным нагружением для
обеспечения надежности относительно разъединения и снижения воздействия циклических нагрузок на болт и
соединитель.
101
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Критерии прочности и усталости приведены в 6.4.7 и 6.4.9.
При свинчивании следует создавать предварительное нагружение, достаточное для установки
уплотнений во время сборки и обеспечения герметичности соединения в условиях эксплуатации без
повреждения болтов. Методы создания предварительного нагружения болтов описаны в Приложении G.
Циклические напряжения должны включать воздействие осевого и изгибающего напряжения в болтах в
результате внешних циклических нагрузок и возможных термических воздействий. Подробнее см.
Приложение С.
Для оценки колебания нагрузки в болте в результате воздействия внешних нагрузок, особенно
изгибающих напряжений, можно использовать анализ методом конечных элементов.
6.7
6.7.1
Критерии проектирования для вспомогательных компонентов
Освобождающийся переводник или слабое звено
Чтобы не допустить повреждение C/WO в случае возникновения избыточных нагрузок из-за воздействия
случайных нагрузок, следует предусмотреть защитные меры. Слабое звено может использоваться для случайных
нагрузок, вызванных избыточным натяжением (блокировка компенсатора вертикальной качки) и избыточным
смещением плавучего основания (отведение, снос, обрыв якорного каната), чтобы не допустить распространение
аварии. Это может быть обеспечено введением контролируемого разъединения райзера или слабого звена выше
подводной отсекающей арматуры.
Освобождающийся переводник должен быть рассчитан на разрушение или разъединение при заданных
нагрузках.
Пределы текучести и пределы прочности на растяжение для оценки слабого звена должны быть
максимальными заданными значениями. Используемыми максимальными значениями прочности должны быть
средние значения прочности плюс два стандартных отклонения или эквивалентные.
Для оценки слабого звена может использоваться запас прочности 10% .
Компоненты райзерной системы должны быть в состоянии безопасно выдерживать нагрузки,
возникающие в колонне райзера при случайных нагружениях, кроме освобождающегося переводника,
встроенного в райзерную систему для разрушения при заданных нагрузках.
Освобождающиеся переводники или компоненты системы, для которых предельное сопротивление
(сопротивление разрушению) неизвестно, должны пройти валидацию на соответствие требованиям путем
а)
расчетов с использованием максимальных заданных значений, подтвержденных испытаниями;
б)
документально оформленными натурными испытаниями компонентов или специальных узлов;
или
в)
статистическими данными успешного использования этих компонентов или специальных узлов,
изготовленных с использованием аналогичного метода проектирования. Следует проявлять осторожность при
использовании существующих конструкций в каких-либо новых условиях эксплуатации, подтверждая их
пригодность для предусмотренного применения.
При расчетах воздействия нагрузок на райзер следует принимать во внимание тот факт, что соотношение
момент-растяжение может меняться перед окончательным отказом, т.е. для пластичных материалов условие
доминирующей изгибающей нагрузки может измениться на растяжение, как формы пластического шарнира. Как
минимум, для всех компонентов райзерной системы должны быть установлены характеристики слабого звена на
растяжение-давление.
6.7.2
Основные элементы конструкции, не работающие под давлением
Основные элементы конструкции, не работающие под давлением, должны проектироваться в
соответствии с принятыми отраслевыми рекомендациями и документально оформляться в соответствии с
Разделом 11. В проектных расчетах должен быть использован коэффициент запаса прочности 1,5 (расчетный
коэффициент 0,67) или более, или могут быть использованы промышленные нормативы, такие как API RP 2AWSD [1]. В качестве альтернативы, может применяться анализ методом конечных элементов или проводиться
испытания под нагрузкой. При проведении испытаний под нагрузкой, равной 1,5 расчетной нагрузки, компонент
должен выдерживать испытание под нагрузкой без признаков развития деформации, которая оказывает влияние
на любые другие эксплуатационные требования.
102
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
6.7.3
Расчет проушин и подъемных устройств
Проушины и другие подъемные устройства, используемые для общего обслуживания оборудования,
должны быть рассчитаны и квалифицированы в соответствии с ISO 13628-4:1999, 4.1.3.7, или эквивалентными
стандартами.
7
7.1
Материалы и изготовление
Введение
Раздел 7 содержит требования и руководящие указания по выбору материалов, изготовлению,
испытаниям, защите от коррозии и разработке документации. Эти требования применимы ко всем компонентам
оборудования, включенного в область действия настоящей части ISO 13628, за исключением оборудования,
которое регламентируется другими применимыми нормативами и стандартами; см. Таблицу 2.
7.2 Общие требования к материалам
7.2.1
Выбор
Материалы должны выбраться, чтобы

быть применимыми для всех режимов эксплуатации, условий испытаний и хранения;

иметь механические характеристики, такие как прочность, пластичность и ударную прочность,
необходимые для соответствия проектным требованиям Раздела 6;


применимо;
обладать свойствами, необходимыми для соответствия функциональным требованиям Раздела 5;
быть применимыми для предусмотренных этапов изготовления, включая сварку, если

быть совместимыми с внутренними флюидами, внешними флюидами и условиями окружающей
среды во время испытаний, монтажа, эксплуатации и хранения;

не допускать использования разнородных металлов в сборке, если это может создать риск
возникновения гальванической коррозии;

иметь характеристики старения материала ниже минимально требуемых;

обладать достаточной стойкостью к абразивному истиранию/износу или механическим
повреждениям, которые могут иметь место при обслуживании, монтаже и эксплуатации.
Критические компоненты райзера C/WO не должны изготавливаться из литых заготовок.
Для компонентов с высокими контактными нагрузками при скольжении, например, резьбовых
соединений, должны быть предусмотрены специальные меры для предупреждения образования задиров.
Выбор неметаллических (полимерных) материалов должен быть основан на оценке совместимости с
условиями окружающей среды при эксплуатации, совокупности функциональных характеристик на протяжении
эксплуатации и расчетного срока службы. При выборе материалов следует рассматривать как существенные и
оценивать следующие требования к герметичности неметаллических материалов:

адекватные физические и механические характеристики, такие, как твердость, прочность на
разрыв, относительное удлинение при разрыве, модуль упругости, остаточная деформация при сжатии,
сопротивление отрыву и т.д.;

сопротивление экструзии или ползучести при высоком давлении;

сопротивление термическим циклическим и динамическим перемещениям;

сопротивление против резкого сброса давления газа;

долговременные характеристики и эластичность при низкой температуре.
103
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
7.2.2
Технические условия
Все материалы для трубы райзера, компонентов, расходных сварочных материалов, если применимо, и
покрытий должны быть изготовлены и использоваться в соответствии с требованиями соответствующих
стандартов на продукцию и первой части ISO 13628. Требования настоящей части ISO 13628, не включенные в
соответствующий стандарт на продукцию, должны указываться и добавляться к требованиям применимого
стандарта.
Если относящийся к продукту стандарт отсутствует, должны быть подготовлены детальные технические
условия. Технические условия должны определять требования к технологии и процессу изготовления,
химическому составу, термообработке, физическим и механическим свойствам, свариваемости, если применимо,
размерам и допускам, качеству поверхности, испытаниям, маркировке, временным покрытиям и защите,
сертификации и документации.
Технические условия материалов могут представлять список технических данных на материалы,
относящихся к соответствующим стандартам на продукцию, включая дополнительные требования настоящей
части ISO 13628, требования подлежащие согласованию, и т.д.
Изготовление компонентов райзера должно выполняться в соответствии с техническими условиями,
содержащими требования к методам изготовления, процедурам, испытанию, приемочным критериям и
необходимой документации.
Производство и изготовление должны выполняться в соответствии с техническими условиями на
технологию изготовления. Технические условия на технологию изготовления должны показывать, как могут
быть обеспечены и верифицированы заданные свойства на предложенных этапах изготовления/производства.
Технические условия на технологию изготовления должны учитывать все факторы, которые влияют на качество
и надежность продукции или производства. Все основные этапы изготовления/производства от контроля
полученных материалов до отгрузки конечного продукта (продуктов), включая все виды и точки контроля,
должны быть детально описаны. Должны быть включены также ссылки на установленные технологии
выполнения всех этапов.
7.2.3
Квалификация материалов и изготовителей
Следует рассмотреть необходимость квалификации материалов относительно условий эксплуатации.
При рассмотрении следует учитывать внутренние и внешние флюиды, нагрузки, температуру и выбранные
материалы. Если необходима квалификация материала, то должно быть определено, какие испытания и
исследования необходимо провести для полной квалификации.
Требования к квалификации процессов, испытаниям, изготовителям и производителям должны
рассматриваться для каждого конкретного случая. При рассмотрении должны приниматься во внимание
сложность и критичность поставляемого продукта, и имеющийся опыт потенциальных изготовителей и
производителей.
7.2.4
Материалы для работы в присутствии сернистых соединений
При работе в присутствии сернистых соединения должен оцениваться риск для всех частей райзера
C/WO, которые во время эксплуатации могут подвергаться воздействию пластовых флюидов, т.е.
эксплуатационные испытания и циркуляция скважины. Требования к металлическим материалам для работы в
присутствии сернистых соединений должны соответствовать ISO 15156 (все части) с дополнениями, данными в
настоящей части ISO 13628.
Технические условия на материалы для работы в присутствии сернистых соединений должны включать
требования к испытаниям технических характеристик для подтверждения стойкости к сульфидному
растрескиванию под напряжением и водородному растрескиванию, если пригодность материала для
использования в присутствии сернистых соединений не установлена другими стандартами.
Требования по предотвращению водородного растрескивания могут включать восстановление и/или
контроль формы для неметаллических включений.
Для углеродистой стали квалификационные испытания должны выполняться в соответствии с ISO 15156
(все части). Квалификация должна включать испытание на стойкость к сульфидному растрескиванию под
напряжением основного металла и сварных швов, с минимальным пороговым напряжением, равным 85% от
заданного предела текучести, или более высоким, если рекомендовано применимым стандартом.
7.2.5
Согласованность требований
Требования для всех компонентов, работающих под давлением, и компонентов, несущих нагрузку
райзерной системы C/WO должны быть согласованы.
ПРИМЕРЫ
хрупкого разрушения.
104
Химический состав, обеспечивающий свариваемость; ударная вязкость для предотвращения
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
7.2.6
Производство стали
Сталь должна производиться способом, обеспечивающим однородность химического состава, свойств и
отсутствие дефектов.
7.2.7
Химический состав и анализ
Сталь должна иметь химический состав с указанными процедурами изготовления, производства и
сварки, если применимо, которые обеспечивают достаточную прочность, пластичность, ударную вязкость и
коррозионную стойкость.
Химический состав должен определяться по результатам анализа в соответствии с общепризнанными
стандартами. Все элементы, перечисленные в технических условиях на материал, должны быть определены и
документально оформлены. Как минимум, должны быть документально оформлены в массовых процентах:
углерод, марганец, кремний, фосфор и сера. Должны быть документально оформлены любые другие специально
добавленные элементы (Ni, Cr, Mo, V, N, и т.п.) и следы элементов, имеющие значение для механических и
коррозионных свойств.
Низколегированные стали, включая AISI 4130 и AISI 4140, должны быть изменены следующим образом:
P: 0,025 % макс. и S: 0,025 % макс.
ПРИМЕЧАНИЕ
ISO/TR 9769:1991 [21] содержит перечень стандартов, относящихся к методам химического анализа, включая
данные о применении и точности различных методов.
7.2.8
Механические и коррозионные испытания
Объем и тип испытания должны устанавливаться с учетом типа, размера, обработки, изготовления,
области применения и предполагаемых условий использования материалов различных компонентов, и должны
соответствовать признанным стандартам или техническим условиям на продукцию, таким как ISO, EN, ASTM
или эквивалентным.
Испытания должны проводиться в лаборатории, отвечающей требованиям ISO 17025, или приемлемого
эквивалента, и должны выполняться с соблюдением требований соответствующего стандарта или технических
условий.
Отбор проб и подготовка образцов для механических испытаний должны выполняться в соответствии с
общими требованиями ISO 377, насколько это применимо. Пробы должны отбираться в соответствии с
признанными стандартами или техническими условиями. Если для отбора проб используется термическая резка,
при подготовке образцов должна быть полностью удалена зона термического влияния.
Образцы для испытаний труб и компонентов должны быть отобраны из продукта или сварных
соединений в состоянии окончательной поставки, которые могут использоваться для отбора образцов для
механических испытаний. Образцы для испытаний должны иметь размеры, которые реально представляют
элемент в критическом поперечном сечении после окончательной механической и/или термической обработки.
Испытания на растяжение должны выполняться в соответствии с ISO 6892, ISO 783 или ISO 15579, в
установленном порядке.
Образцы для коррозионных испытаний должны быть отобраны таким образом, чтобы испытанию
подлежала поверхность, которая будет контактировать с коррозионной средой.
7.2.9
Общие требования к механическим свойствам
Требования к механическим свойствам ферритных, ферритно-аустенитных или мартенситных
нержавеющих или углеродистых сталей, включая сварные соединения (за исключением болтов), работающих
под давлением и/или несущих нагрузку, приведены в Таблице 15.
Если используются высокопрочные материалы, проектировщику следует предпринять необходимые
предупредительные меры, чтобы не допустить возможные механизмы повреждения, такие как хрупкое
разрушение, коррозионное растрескивание под напряжением или водородное растрескивание, вызванное
системами катодной защиты. Специальные предупредительные меры следует предусмотреть при выполнении
сварки высокопрочных материалов.
105
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица 15 — Требования к углеродистой и низколегированной стали
Свойство
Минимальное процентное относительное
удлинение при разрыве, A5 для длины
базы измерения, L0 = 5,65√ATTS или 5dг
Требование
Поперечное или критическое
направление:
14 (16) a
Продольное или наименее критическое
направление:
16 (18) a
Минимальное относительное уменьшение площади поперечного сечения для
поковок или отливок, %
35 %
Максимальное отношение предела текучести к прочности на разрыв b
0,92
Температура испытания на ударную вязкость
Минимальная расчетная
температура
в
Минимальная ударная энергия в
поперечном или критическом
направлении, полноразмерный образец
Шарпи с V-образным надрезом,
средний/индивидуальный, J (фут-фунт)c
Rt0,5
310 МПа (45 килофунт/дюйм2)
27 (20) / 20 (15)
Rt0,5  310 МПа (45 килофунт/дюйм2)
40 (30) / 30 (22)
Максимальная твердость по Виккерсу,
HV10 d
Эксплуатация в отсутствии сернистых
соединений и катодная защита
350 основная зона, зона
сварного шва и зона
термического влияния
Эксплуатация в присутствии сернистых
соединений
250 корневая зона
275 покрывающая зона
a
Значения в скобках приведены для образцов с отношением длина базы измерения/диаметр равным 4. Могут использоваться
более высокие коэффициенты безопасности или испытания, подтверждающие пластическое поведение, для обоснования
использования более низких значений; см. 6.4.6. Для приведения к другим значениям длины базы измерений, для углеродистых
и низколегированных сталей применяются таблицы преобразования в ISO 2566-1.
b
Подробнее см. 6.4.6.
c
Подробнее см. 7.2.10.
d
Подробнее см. 7.2.11.
7.2.10
Предотвращение хрупкого разрушения
7.2.10.1Общие положения
Материалы для райзерных систем C/WO должны выбираться и использоваться таким образом, чтобы не
допускать хрупкого разрушения. Чтобы не допустить хрупкого разрушения металлических материалов, при
определении требований к ударной вязкости должен использоваться один из следующих методов:
а)
использование метода испытаний на ударную вязкость по Шарпи образцов с V-образным
надрезом;
б)
использование испытаний и анализа механики разрушения.
Требования к хрупкому разрушению должны соблюдаться для основного металла и для сварных
компонентов, металла сварного шва и зоны термического влияния при минимальной расчетной температуре; см.
Таблицу 15.
7.2.10.2Метод испытаний на ударную вязкость по Шарпи образцов с V-образным надрезом.
Практическое руководство
Требования к ударной энергии приведены в Таблице 15. Требования Таблицы 15 относятся к
V-образному надрезу, поперечному относительно ориентации зерен и/или в поперечном направлении к
наибольшему приложенному растягивающему напряжению в компоненте. Если геометрия не позволяет
поперечные испытаний, вместо этого можно проводить продольные испытания. Минимальные средние и
индивидуальные значения, при испытаниях образца в продольном направлении, должны составлять 1,5 от
значений, установленных для поперечных испытательных образцов.
Полноразмерные испытания по Шарпи образцов с V-образным надрезом должны выполняться в
соответствии с ISO 148. Каждая серия ударных испытаний должна состоять из трех смежных испытательных
образцов. Альтернативно, могут также использоваться конические испытательные образцы, показанные в
ISO 3183 (все части), ISO 11960 и т.п. Допустимы испытания на ударную вязкость по Шарпи образцов с Vобразным надрезом толщиной 5 мм (0,197 дюйма). Там, где невозможно получить стандартные образцы, могут
использоваться образцы уменьшенных размеров, т.е. 10 мм  7,5 мм (0,394 дюйма  0,295 дюйма) или
10 мм  5 мм (0,394 дюйма  0,197 дюйма). Необходимые значения удара при этом должны быть уменьшены
соответственно до 0,80 и 0,70 от значения для стандартного испытательного образца 10 мм  10 мм
(0,394 дюйма  0,394 дюйма).
106
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Испытание на ударную вязкость сварных компонентов должны включать основной материал, материал
сварного шва, границу проплавления, границу проплавления + 2 мм (0,079 дюйма) и границу проплавления
+ 5 мм (0,197 дюйма).
Испытания и анализ вязкости разрушения должен рассматриваться для материалов и сварных
соединений, если изготовитель не может документально подтвердить удовлетворительный опыт или результаты
тестирования предыдущих аналогичных применений с требованиями к ударной вязкости по Шарпи для образцов
с V-образным надрезом. Испытания и анализ вязкости разрушения должны рассматриваться в каждом
конкретном случае для материалов и сварных деталей с PWHT, если толщина превышает 40 мм (1,57 дюйма) для
Rt0,5 560 МПа (81 килофунт/дюйм2)] или для толщины, превышающей 30 мм (1,18 дюйма) для
Rt0,5  560 МПа (81 килофунт/дюйм2)].
7.2.10.3Испытания и анализ механики разрушения
Испытания и анализ механики разрушения могут использоваться для подтверждения пригодности
конкретного компонента для предусмотренного применения, если это согласовано между покупателем и
изготовителем, в следующих случаях:

если материал в настоящее время не покрывается стандартными нормативами на продукцию;

если не могут выполняться требования испытаний по Шарпи, указанные в 7.2.10.2;

критериев;
если обнаруженные при NDT дефекты находятся за пределами заданных приемочных

если предполагается использование материала с толщиной, превышающей приемлемую для
метода испытания на ударную вязкость по Шарпи для образцов с V-образным надрезом, приведенного в 7.2.10.2.
Механика разрушения может также быть использована для определения программы контроля.
Для материалов, не покрываемых требованиями испытаний на ударную вязкость по Шарпи для образцов
с V-образным надрезом, аналогичный уровень допусков на трещинообразование может быть получен
определением требований к вязкости разрушения, таких, как описано в API RP 579 [10] и BS 7910 [16]

со ссылкой на размер дефекта, по согласованию заинтересованных сторон (например,
внутренняя трещина общей длиной 10 мм (0,39 дюйма) или поверхностная трещина в четверть толщины стенки,
длиной, равной шестикратной глубине); и

с использованием рассчитанных напряжений или деформаций в месте нахождения дефекта для
проектных условий, включая остаточные напряжения.
Характеристики вязкости разрушения следует получать на образцах полной толщины с односторонним
надрезом для испытаний на изгиб, как описано в BS 7448-1 [14] и BS 7448-2 [15] или эквивалентных стандартах.
Поскольку сопротивление разрушению зависит от напряжения в вершине трещины, образцы с уменьшенной
глубиной трещины, например, равной размеру соответствующего дефекта, могут использоваться для получения
значения вязкости разрушения для сечений, преимущественно подверженных поверхностным напряжениям,
например, стенки трубы.
Применяемые значения вязкости разрушения должны быть репрезентативными для соответствующей
температуры и воздействия расчетных нагрузок с соответствующим напряжением в вершине трещины (глубина
трещины).
ПРИМЕЧАНИЕ
Приемлемым является минимальное значение вязкости разрушения CTOD в диапазоне от 0,15 мм до 0,20 мм
(от 0,006 дюйма до 0,008 дюйма) при фактической рабочей температуре.
Если используемые методы NDT позволяют точно определять размеры дефектов, эти размеры трещин,
вместе с информацией о напряженном состоянии критических зон компонента, могут использоваться с
надлежащей процедурой оценки разрушения для более точного определения требований к испытаниям на
ударную вязкость по Шарпи образцов с V-образным надрезом.
Для материалов, на которые распространяется метод испытаний на ударную вязкость по Шарпи
образцов с V-образным надрезом, но требования к энергии по Шарпи не могут быть достигнуты, могут
использоваться процедуры оценки пригодности к использованию по назначению, такие как API RP 579 [10] или
BSI 7910 [16], использующие репрезентативные данные вязкости разрушения, и требования к контролю для
определения целостности компонента для предполагаемого использования.
7.2.11
Твердость
Требования, предъявляемые к максимальной окончательной твердости, должны указываться в
зависимости от чувствительности стали к водородному растрескиванию, и если контактирующие флюиды могут
107
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
вызывать коррозионное растрескивание под напряжением. Твердость должна соответствовать требованиям
Таблицы 15.
Квалификация сварочных процедур с испытаниями на твердость должна выполняться с использованием
метода Виккерса по ISO 6507-1 с испытательным усилием 98,07 Н (22,05 фунт-сила), т.е. HV10.
Испытания крупномасштабных сечений и измерение твердости должны выполняться на поперечном
сечении сварного шва во время квалификации процедуры сварки, если указано в заказе на поставку, см. 7.4.3.
Лунки должны быть выполнены с интервалом максимум 1 мм вдоль линии, поперек границы проплавления от
металла сварного шва в базовый материал или в обратном направлении. Лунки должны быть выполнены вдоль
поперечных линий, через каждые 1,5 мм  0,5 мм под поверхностью с обеих сторон сварного шва.
7.2.12
Повторное испытание
Если какое-либо испытание не показывает соответствие заданным требованиям, изготовитель может, по
согласованию, выполнить дополнительные испытания двух других деталей из той же плавки/партии
термообработки.
Если одно из дополнительных испытаний или серий испытаний не показывает соответствие заданным
требованиям, все детали этой плавки/партии термообработки должны быть отбракованы. Если оба повторных
испытания являются приемлемыми, то остальная часть испытываемой партии принимается, кроме одного
компонента, который не прошел испытания.
7.2.13
Коррозия
7.2.13.1Общие положения
Все компоненты райзерной системы должны иметь необходимую защиту от коррозии, чтобы не
допустить повреждений, вызванных как внешней, так и внутренней коррозией. Защита от коррозии должна быть
предусмотрена путем комбинации выбираемых материалов, систем покрытий, контроля внутренней среды,
катодной защиты и средств консервации. Выбор подходящей системы защиты от коррозии должен учитывать,
как минимум, следующее: условия морской окружающей среды, внутренние условия бурового райзера, внешние
флюиды, внутренние флюиды, коррозионные характеристики сварных швов, щелевую коррозию, влияние
разнородных металлов, влияние катодной защиты, анодно-катодные реакции внутри бурового райзера и
покрытия.
Для райзеров C/WO, изготовленных из марганцево-углеродистой стали, должно оцениваться
уменьшение толщины стенки под действием коррозии в процессе эксплуатации и хранения. В расчеты должны
включаться приемлемые припуски на коррозию, см. 6.4.4.
7.2.13.2Внутренняя коррозия
Должны учитываться типы флюидов, с которыми работает райзер, и предусматриваться специальные
припуски для высококоррозионных флюидов. При определении толщины стенки должны учитываться скорость
коррозии под воздействием добываемых флюидов и флюидов, используемых при обработке.
ПРИМЕЧАНИЕ
Внимание при выборе соединителей может минимизировать коррозию в мертвых зонах.
Там, где необходимо, внутренняя коррозия может подавляться с использованием одного или нескольких
следующих мероприятий: регулярная промывка/очистка ингибиторами, бактерицидами, дегидраторами и т.п.;
применение временных покрытий, таких как смазка, для минимизации поверхностного воздействия;
использование концевых заглушек; применение более постоянных внутренних покрытий, таких как пластиковые
или эпоксидные материалы.
7.2.13.3Внешняя коррозия
Внешняя поверхность должна быть защищена соответствующими системами покрытий в дополнение к
обычному ремонту покрытий и защите поврежденных покрытий. Также может рассматриваться применение
катодной защиты.
Может применяться постоянное внешнее покрытие, такое как эпоксидное или термическое напыление
алюминия. Термическое напыление алюминия может использоваться для устранения необходимости
технического обслуживания покрытия. Парафиновые покрытия могут рассматриваться для болтов, гаек,
фланцев, и т.п.
Если требуется, при выборе внешнего покрытия должны рассматриваться следующие положения:
а)
рассмотрение механических нагрузок, включая тепловое расширение (или сжатие), нагрузки при
обслуживании/монтаже, усталостные нагрузки, повреждения при свинчивании/развинчивании соединителей
райзера и трение относительно смежных компонентов соединителей райзера;
108
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
б)
сопротивление по отношению к временному воздействию внутренних флюидов во время
свинчивания или развинчивания соединителей райзера;
в)
сопротивление по отношению к подслойной миграции;
г)
сопротивление по отношению к расслоению, холодной текучести, охрупчиванию, отслаиванию
покрытия и растрескиванию;
д)
простота ремонта и/или повторного использования;
е)
обеспечение качества покрытия металлов для предотвращения гальванической коррозии. В
особенности, катодные материалы должны быть защищены от смежных анодных материалов (правило малый
катод - большой анод).
Следует обеспечивать, чтобы конструкция имела надежную электрическую непрерывность к каждому
отдельному элементу в течение периода воздействия, если внешняя защита от коррозии основана на катодной
защите.
Если райзер не оснащен собственными анодами, рекомендуется, чтобы системы катодной защиты
сопрягаемого оборудования были рассчитаны с достаточной способностью отдачи тока на райзер.
7.2.13.4Коррозионные испытания
Для некоторых комбинаций материалов и флюидов, где неправильное изготовление или производство
может привести к коррозионным повреждениям, должна быть рассмотрена и согласована необходимость
проведения коррозионных испытаний во время квалификации или производства. Коррозионные испытания для
углеродистых сталей может включать водородное растрескивание или сульфидное растрескивание под
напряжением; см. 7.2.4.
7.2.14
Прочность сварного шва
Механические характеристики металла сварного шва должны, как минимум, отвечать требованиям,
применимым к основному материалу. Не должно допускаться избыточное превосходство предела текучести и
прочности на разрыв. Должно быть уделено внимание обеспечению сбалансированности между требованиями к
ударной прочности, пластичности и их превышению для основного материала и сварочных расходных
материалов.
Для кольцевых сварных швов, испытания для партий сварочных расходных материалов, используемых
при производстве, включая возможные комбинации сварочной проволоки/флюса, должны быть
квалифицированы путем проведения испытаний.
Достаточное превышение может быть достигнуто двумя различными путями.
а)
Сварочный металл следует выбирать с гарантированным минимальным пределом текучести, как
минимум на 5 % выше, чем фактический предел текучести основного материала.
б)
Следует выбирать сварочный металл с минимальным пределом текучести выше максимального
предела текучести основного материала.
Если превышение сварного шва не может быть обеспечено, необходимо предпринимать специальные
меры, чтобы обеспечить достаточную прочность и ударную вязкость сварных соединений
7.2.15
Свойства при повышенных температурах
Механические и физические свойства при максимальной расчетной температуре материалов для
эксплуатации при температуре выше 50 °C (122 °F) следует документально оформлять, кроме случаев, когда они
указаны в ссылочном стандарте на продукцию или подтверждены дополнительно.
Материал должен использоваться только в указанном диапазоне температур, для которых необходимые
свойства материала, приведенные в Таблице 8, определены в стандарте на продукцию. Если стандарт на
продукцию не содержит значения для конкретного материала, требуемые для максимальной расчетной
температуры, могут использоваться значения, приведенные в 6.4.6.
Для ферритных материалов, для которых отсутствуют значения для диапазона от 20 °C (68 °F) до 100 °C
(212 °F), предел текучести для 20 °C (68 °F) может использоваться для температур не превышающих 50 °C
(122 °F) включительно.
7.2.16
Свойства после штамповки и термообработки
Для материалов, подвергающихся термической обработке, холодной или горячей штамповке, сварке или
другим видам обработки, которая может повлиять на свойства материала, соответствие заданным требованиям в
окончательном состоянии должно быть документально оформлено. Должна быть предоставлена документация
для основного материала и, при наличии сварных компонентов, для материалов сварного шва и зон термического
влияния.
109
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
В технические условия следует включать приемлемые припуски на возможное снижение механических
свойств материала, например, в результате последующих производственных процессов.
7.2.17
Бездефектность
Визуальный осмотр и NDT должны выполняться для всех элементов для проверки того, что они не
содержат дефектов, которые делают материал/сварной шов непригодным для предполагаемого применения.
Визуальный осмотр и NDT должны выполняться квалифицированным для этих работ персоналом.
NDT должен проводиться с использованием комбинации методов, обеспечивающих обнаружение
поверхностных и внутренних дефектов. Применимые методы NDT должны соответствовать заданным
процедурам и критериям приемки, определяемым общепризнанными стандартами.
7.2.18
Прослеживаемость
Прослеживаемость должна быть контролируемой во время изготовления, с приемлемой идентификацией
на всех этапах изготовления, производства и во время последующего обслуживания и эксплуатации. Это должно
быть обеспечено необходимой маркировкой, т.е. единой идентификацией для каждого отдельного элемента, со
ссылкой на сертификаты материалов. Особое внимание должно уделяться при хранении и погрузочноразгрузочных работах, чтобы не нарушать идентификацию материалов.
7.2.19
Маркировка
Материалы и компоненты должны быть маркированы в соответствии с требованиями применимых
стандартов на продукцию, или, если не указано иначе, требованиями MSS SP-25. Все виды маркировки должны
быть такими, чтобы легко идентифицировались, оставались на протяжении последующей эксплуатации на
местах, где маркировка не может быть опасной. Маркировка, выполненная штамповкой, должна наноситься
таким образом, чтобы создавать минимальную концентрацию напряжений.
7.2.20
Документы контроля
Соответствие требованиями заказа должно быть проверено для продукции, изготовленной в
соответствии с настоящей частью ISO 13628, путем проведения специального контроля и испытаний.
Все материалы должны поставляться с документами контроля в соответствии с ISO 10474, которые
должны прослеживаться до каждого компонента райзера. Для материалов компонентов, работающих под
давлением, и компонентов, несущих нагрузку, включая расходные сварочные материалы, если применимо,
должен предоставляться, как минимум, акт приемки типа 3.1.B в соответствии с ISO 10474. Неметаллические
материалы следует сертифицировать в соответствии с надлежащими стандартами.
7.2.21
Журналы учета
Технические условия с согласованными отклонениями, пакет проектной документации, такой как
расчеты и чертежи, результаты испытаний и контроля, и сертификаты, должны собираться для хранения в
течение эксплуатации, в соответствии с требованиями сводной документации по проектированию и
изготовлению в 11.8.
В окончательный комплект документации должны быть включены журналы учета из технических
условий на технологию изготовителя и полные статистические данные о химическом составе, механических
свойствах и размерах для поставляемого объема.
7.2.22
Защита и обслуживание
Такие компоненты, как труба райзера, компоненты и соединения райзера, должны быть надежно
защищены от опасных повреждений с момента изготовления и производства до ввода в эксплуатацию и в
течение периода эксплуатации, включая хранение.
Все концы труб/соединителей должны быть снабжены соответствующими защитными
крышками/колпаками, герметизирующими каналы и защищающими концы труб/соединителей во время
погрузочно-разгрузочных работ и хранения.
7.3 Продукция
7.3.1
Общие положения
Если возникает конфликт требований между настоящей частью ISO 13628 и ссылочными стандартами
или нормативами, используемыми в производстве труб/компонентов, требования настоящей части ISO 13628
должны иметь преимущество.
110
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
7.3.2
Труба
Трубы C/WO райзера, работающие под давлением, должны быть изготовлены из бесшовных труб.
Как минимум, трубы, работающие под давлением, должны быть изготовлены и испытаны в соответствии
с требованиями, приведенными в ISO 3183-3, ISO 11960, ISO 11961 или эквивалентных промышленных
стандартах для металлических труб.
Испытания на твердость должны быть выполнены для всех труб в соответствии с ISO 3183-3, ISO 11960
или эквивалентными стандартами.
7.3.3
Штамповка и экструдирование
7.3.3.1 Общие положения
Штамповка должна быть механической горячей обработкой по всему сечению и длине, чтобы
обеспечить профиль, максимально близкий к окончательному. Метод горячей обработки должен выбираться для
обеспечения наиболее благоприятного направления волокон и текстуры для предполагаемого компонента и его
применения. Должно быть уделено внимание отсутствию опасной разобщенности, которая может появиться на
механически обработанных поверхностях законченного компонента. Коэффициент уковки должен быть равен
минимум трем.
Диапазон химических технических условий может быть признан приемлемым для штамповки, в
зависимости от проектных требований. Штамповка должна соответствовать требованиям ISO 9327-1. Для
штамповки и экструдирования могут быть использованы признанные технические условия, такие как
ASTM A182 [11], ASTM A694 [12] или ASTM A707 [13].
7.3.3.2 Изготовление
Сталь должна быть полностью успокоенной и изготовленной в соответствии с технологией контроля
мелкой зернистости и включений.
Термообработка должна соответствовать ISO 4885. Окончательная термообработка для механических
свойств должна состоять в охлаждении и отпуске при субкритической температуре после предварительной
обработки. Содержание мартенсита должно контролироваться до минимум 90% испытаниями на твердость перед
отпуском, как подчеркнуто в ISO 11960:2001, 6.2.10. Содержание углерода должно быть связано с материалом,
для которого выполнялось испытание на твердость. Термообработка должна проводиться в соответствии с
документально оформленной процедурой.
Журнал учета (диаграмма термообработки) должен поддерживаться для каждой обработки и должен
быть включен в документы контроля. Термообработка материалов, контактирующих со скважинными и
нагнетаемыми флюидами, должна соответствовать ISO 15156 (все части).
Охлаждение должно быть организовано, там, где это возможно, снаружи и изнутри. Охлаждение должно
выполняться таким образом, чтобы изменение механических свойств в поперечном сечении были
минимальными. Изготовитель должен предусмотреть подтверждение того, что технология отпуска будет
обеспечивать достижение необходимой температуры для всех поковок.
Ремонт с использованием сварки для поковок и штамповок не должен выполняться без письменного
утверждения покупателем.
7.3.3.3 Химический состав и механические испытания
Покупатель должен детально определить цикл термической обработки после сварки, которая должна
проводиться после выполнения сварочных работ, если применимо. Требования к испытаниям и критерии
приемки должны быть согласованы.
Моделирование термообработки испытываемой детали должно использоваться в тех случаях, когда
сварной шов между компонентом с другими деталями должен пройти термическую обработку после сварки.
Испытательный узел должен содержать удлинение или расходную поковку, или штамповку.
Объем испытаний, которые должны выполняться во время производства, должен соответствовать
установленному в Таблице 16 для каждой плавки. Местоположения образцов, отбираемых из поковки или
экструдированной детали, должны соответствовать ASTM A370, ¼ t  t, или по договорённости. Изготовитель
должен подготовить схемы размещения удлинений и места отбора образцов для испытаний на этих удлинениях,
для утверждения покупателем.
Если применимо, ориентация образцов должна быть поперечной по отношению к направлению
основной обработки во время штамповки или экструдирования.
Общее удлинение образца для испытаний должно соответствовать штамповке в соответствии с
ASTM A508. Удлинение должно иметь репрезентативные размеры толстостенного сечения поковки, которое они
111
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
представляют, и обычно должно включать термическую буферную зону. Размер должен быть достаточным для
выполнения всех испытаний и дополнительно быть пригодным для повторных испытаний.
Механические свойства на растяжение, ударная вязкость по Шарпи и твердость должны соответствовать
требованиям Таблицы 15. Если нормальная толщина превышает 25 мм (0,984 дюйма), образцы для испытаний
на растяжение и ударную вязкость по Шарпи могут быть отобраны и испытаны на 50 % толщине. Испытание на
пластичность в направлении толщины листа должны выполняться для каждой плавки. Коррозионные испытания
должны проводиться по согласованию; см. 7.2.13.4. Твердость должна измеряться в нескольких местах вдоль
длины и по периферии обработанной начерно детали.
Таблица 16 — Химический анализ и механические испытания поковок
Тип испытаний
Химический состав
Растяжение
Испытания по Шарпи с V-образным надрезом
Твердость в направлении толщины листа
Поверхностная твердость
Металлография
Число и периодичность испытаний
1 на плавку
1 на плавку и партию термообработки
1 комплект на плавку и партию термообработки
1 на плавку для применения в присутствии
серосодержащих соединений
По согласованию
1 на плавку для применения в присутствии
серосодержащих соединений
Должны быть испытаны все крупные поковки или экструдированные детали, т.е. силовые и натяжные
секции. Объем испытаний может быть уменьшен для небольших поковок, т.е. поковок для механических
соединителей, следующим образом: 100 % для первых 10 поковок каждого размера и типа, затем 10 % для
каждого размера и типа. Если результаты одного из испытаний первых 10 поковок не соответствуют заданным
требованиям, все поковки или экструдированные детали этого размера и типа должны быть 100 % испытаны.
7.3.3.4 Визуальный контроль и NDT
Поковки должны быть проверены с использованием подходящих методов NDT, чтобы подтвердить
отсутствие существенных внутренних или внешних дефектов.
Требования к персоналу, методикам, оборудованию, процедурам и приемочным критериям для NDT
приведены в 7.5.
Каждая поковка или экструдированная деталь должна проходить 100 % визуальный контроль наружной
поверхности и доступных частей внутренних поверхностей при достаточном освещении.
Поковки или экструдированные детали должны проходить 100 % MPI и 100 % UT.
MPI должен выполняться по всей поверхности (внутренней, наружной и на концах/концевых фасках с
максимально возможным охватом) на всех доступных поверхностях после заключительной термической и
машинной обработки. Торцевые поверхности должны быть испытаны для обнаружения дефектов расслоения в
соответствии с ISO 3183-3. Особое внимание должно быть уделено уплотнительным посадочным поверхностям
и участкам с концентраторами напряжений. Если в проходном отверстии ограничены возможности доступа для
проведения MPI, то должен проводиться UT на массивных поковках перед высверливанием отверстия, или
перед окончательной машинной обработкой отверстия. MPI должен выполняться на всех штампованных деталях.
UT должен выполняться для всех поковках с использованием угловых или прямых излучателей. UT
должен проводиться для всех крупных поковок, т.е. поковок для силовых и натяжных секций. Каждый торец
поковки или экструдированной заготовки должен быть проверен с помощью UT для выявления линейных
дефектов в соответствии с ISO 3183-3. Для поковок небольших размеров, таких как поковки для механических
соединителей, должны проверяться все первые 10 поковок каждого размера и типа. Если дефектов не
обнаружено, объем проведения UT может быть уменьшен до 10 % каждого размера и типа для остальных
деталей для каждой партии плавки/термообработки. Если в первых 10 поковках или при контроле 10 % поковок
обнаружены дефекты, все поковки данного размера и типа должны быть 100 % проверены.
7.3.4
Конструкционные элементы
Детали конструкции, такие как опоры и защитные конструкции, которые не приварены к компонентам,
работающим под давлением, рассматриваются как конструкционные элементы. Требования к материалу должны
соотноситься с категорией конструкционного элемента в соответствии с общепризнанными конструкторскотехнологическими нормами, например API RP 2A-WSD [1].
Детали конструкции, которые непосредственно приварены к компонентам, работающим под давлением,
или работают как детали райзерной системы под давлением, должны соответствовать требованиям к материалам
райзерной системы, на которой они расположены.
112
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Болтовые соединения
7.3.5
Болты, шпильки и гайки должны быть испытаны в соответствии с общепризнанными стандартами в
дополнение к требованиям, приведенным в 7.3.5 и Таблице 15.
Обычно материалом болтовых соединений является углеродистая или низколегированная сталь,
выбранная в соответствии со стандартами, приведенными в Таблице 17. По согласованию могут использоваться
эквивалентные стандарты.
Водородное охрупчивание, усталостные свойства и ослабление должны приниматься во внимание там,
где это применимо.
Если из-за противокоррозионных свойств или по другим причинам требуется использование другого
материала для болтовых соединений, материал должен выбираться в соответствии с общими требованиями,
приведенными в настоящей части ISO 13628. Особое значение имеют требования, приведенные в Таблице 15.
Твердость болтов из углеродистой и/или низколегированной стали должна быть ниже, чем 350 HV10.
Материал болтовых соединений из углеродистой и/или низколегированной стали должен быть
оцинкован горячим способом или иметь аналогичную защиту от коррозии. Цинкование горячим способом
должно соответствовать ISO 1461. После цинкования горячим способом или электролитического цинкования
должна выполняться сушка.
Таблица 17 — Материалы болтовых соединений
Болт
Гайка
Минимальная
расчетная
температура
ISO 898-1: группа прочности 8.8
ISO 898-2
0 °C (32 °F)
ASTM A193: группа прочности B7
ASTM A194: группа прочности 2H
0 °C (32 °F)
ASTM A320: группа прочности L7
ASTM A194: группа прочности 4/S3
– 100 °C (– 148 °F)
ASTM A320: группа прочности L43
ASTM A194: группа прочности 7
– 100 °C (– 148 °F)
В присутствии ASTM A193: группа прочности B7M
сернистых
соединений
ASTM A194: группа прочности 2H,
группа прочности 2HM или группа
прочности 7M
0 °C (32 °F)
ASTM A320: группа прочности L7M
ASTM A194: группа прочности 2H,
группа прочности 2HM или группа
прочности 7M
– 100 °C (– 148 °F)
Использование
Подводное
ISO 15156 (все части) SSC-устойчивые болтовые соединения (ASTM A193 L7M и ASTM A320 L7M) не требуются для райзеров,
разработанных для работы в присутствии сернистых соединений по ISO 15156 (все части), если болты используются в среде,
которая не допускает концентрации H2S. H2S может концентрироваться из-за термоизоляции, фланцевых протекторов или
некоторых конструктивных особенностей. Проектировщик должен отметить, что болтовые соединения, соответствующие
ISO 15156 (все части) имеют пониженную прочность на растяжение.
Для применения в подводных условиях следует проверить, что возможное растворение цинкового слоя
не приведет к значительной потере предварительной затяжки болта.
7.3.6
Блок плавучести с наполнителем из синтактной пены
Тип и качество материалов должны подбираться для обеспечения необходимой подъемной силы
плавучести на протяжении предусмотренного срока службы с учетом прогнозируемого снижения свойств
плавучести.
Синтактная пена показывает развивающуюся во времени потерю плавучести в результате поглощения
воды. Скорость потери плавучести (из-за поглощения воды) обратно пропорциональна прочности (и плотности)
синтактной пены. Обычно, более тяжелые и жесткие пенистые материалы необходимы для использования на
больших глубинах и/или на более продолжительные периоды эксплуатации.
Изготовители синтактных пенистых материалов поддерживают детальную информацию о поведении
синтактных материалов различной плотности на разных глубинах, а также используют методы экстраполяции,
которые позволяют прогнозировать снижение подъемных характеристик на протяжении срока использования.
Выбор специальных синтактных пенистых материалов следует обосновывать результатами испытаний.
7.4
Изготовление и производство
113
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
7.4.1
Общие положения
Изготовитель должен внедрить систему, обеспечивающую охват всех аспектов контроля качества,
включая привлечение компетентного персонала с определенной ответственностью.
Материалы должны быть идентифицируемы на всех этапах изготовления и производства.
Допуски на размеры и шероховатость поверхности, принятые на этапе анализа проекта райзерной
системы C/WO, должны соблюдаться на всем протяжении изготовления и производства.
Все дефекты и недостатки должны корректироваться до того, как конструкционные компоненты или
оборудование будут окрашены, покрыты защитным материалом или станут недоступными.
Производитель должен применять систему нумерации сварных швов для идентификации на всех
имеющих отношение чертежах и как ссылку для всей технической документации.
Все сварные детали должны пройти термическую обработку после сварки.
Сварка не допускается в зонах холодной обработки.
7.4.2
Спецификация технологии сварочных работ
Спецификация технологии сварочных работ должна быть квалифицирована в соответствии с EN 288-3,
EN 288-8, ASME Правила для котлов и сосудов под давлением, Секция IX или эквивалентных нормативов.
7.4.3
Квалификация сварочных процедур
Механические испытания должны выполняться в соответствии с ASME Правила для котлов и сосудов
под давлением, Секция IX, EN 288 (все части) или эквивалентными стандартами и дополнительными
требованиями настоящей части ISO 13628. Механические испытания должны включать прочность на
растяжение, испытания на изгиб, испытания на ударную вязкость по Шарпи и твердость сварных швов. Если
применимо, следует рассматривать испытания на механику разрушения, см. 7.2.10.
Испытываемый сварной шов должен быть проверен на 100 % с обеих сторон и на объемные дефекты
соответствующими методами NDT. Бездефектность сварного шва должна соответствовать требованиям,
приведенным в Таблице 18.
7.4.4
Квалификация сварщиков и операторов сварочного оборудования
Сварщики и операторы сварочного оборудования должны быть утверждены в соответствии с
ASME Правила для котлов и сосудов под давлением, Секция IX, EN 287-1/ISO 9606-1, EN 1418, в зависимости от
применимых требований, или эквивалентными стандартами.
7.4.5
Расходные материалы для сварки
Расходные материалы для сварки должны соответствовать предполагаемому использованию основного
металла, процедуры сварки и условиям изготовления, обеспечивая сварной шов с необходимыми свойствами и
коррозионной стойкостью в окончательном состоянии. Расходные материалы для сварки должны
соответствовать общепризнанным стандартам. Расходные материалы для сварки должны выбираться таким
образом, чтобы присадочный материал соответствовал заданным механическим свойствам, как установлено в
спецификации технологии сварочных работ.
Требования должны быть определены для максимального содержания водорода в металле сварного шва.
При выборе расходных материалов для сварки, следует рассматривать также коррозионные свойства и свойства
после послесварочной термической обработки.
В условиях присутствия сернистых соединений, если указано, химический состав расходных материалов
для сварки должен соответствовать ISO 15156 (все части). Расходные материалы для кольцевых сварных швов,
которые образуют отложения более чем 1 % Ni, допустимы после успешных квалификационных испытаний на
сульфидное растрескивание под напряжением в соответствии с ISO 15156-2:2003, Приложение B.
Условия хранения и обращения со всеми расходными материалами для сварки должны соответствовать
заданным требованиям.
7.4.6
Формование материалов
Формование панелей, труб и т.п. должно быть выполнено в соответствии со спецификациями,
определяющими последующие этапы и этапы контроля.
Если во время изготовления и производства используется холодное формование, должна быть
рассмотрена необходимость испытаний на последеформационное старение. Такие испытания всегда должны
выполняться в случаях, если общая деформация превышает 5 %.
Горячее формование должно выполняться в пределах минимальных и максимальных температур,
предусмотренных для термообработки стали после сварки.
114
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Заданные механические свойства должны быть получены в окончательном рабочем состоянии.
7.4.7
Получение материала, идентификация и прослеживание
Все материалы должны проходить проверку непосредственно после получения. Должны быть проверены
количество и идентификация материала. Поврежденные элементы должны быть отчетливо маркированы и
размещены соответствующим образом.
Детали должны быть проконтролированы на наличие сыпучих материалов, обломков и других
загрязнений и полностью очищены перед сборкой. Метод очистки не должен приводить к повреждению
внутреннего покрытия.
Для всех материалов должна быть разработана система, которая обеспечивает правильную установку
материалов и прослеживаемость относительно сертификатов на материал. Идентификация материалов должна
сохраняться во время обслуживания, хранения и производственной деятельности.
Система прослеживания секций райзера должна использоваться для поддержания отчетности по
номерам сварных швов, NDT, нумерации труб, нумерации соединителей, нумерации деталей (если применимо),
длине секций и нумерации ремонтов. Система должна быть в состоянии обнаруживать дублирующие записи.
Отдельные секции должны быть маркированы в соответствии с установленной системой отслеживания секций
райзера с использованием подходящей водостойкой и светостойкой краски.
7.4.8
Резка
При термической резке особое внимание должно быть уделено локальным воздействиям на свойства
материала и загрязнению углеродом. Может потребоваться предварительный нагрев зоны резки. Загрязнение
углеродом должно быть удалено путем шлифования затронутого материала.
7.4.9
Подготовка к сварке и сборка под сварку
Перед сваркой должны быть удалены прокатная окалина, ржавчина и т.п., и канавки должны быть
сухими и чистыми. Сборка под сварку должна быть проверена перед выполнением сварки. Зазор между
свариваемыми кромками и радиальное отклонение должны соответствовать спецификации технологии сварки.
Трубы и компоненты должны быть закреплены таким образом, чтобы не допустить избыточных
напряжений в сварных швах в результате усадки при сварке.
Радиальные отклонения и отклонения от перпендикулярности прилегающих концов труб должны быть
минимизированы, например, путем поворота трубы, пока не будет достигнуто наилучшее положение.
Для зон, чувствительных к усталости следует рассматривать определение жестких требований к
размерам на концах труб и допусков на сопряжение при плотной посадке.
Центрирование секций на кромках под стыковую сварку должно быть таким, чтобы максимальное
смещение не превышало 10 % от толщины материала или максимум 3 мм (0,12 дюйма). Большая несоосность
может допускаться, если концы секций сужаются на конус путем шлифовки или машинной обработки, с
конусностью не выше 1:4, предусматривая, что сохраняется минимальная заданная толщина стенки трубы.
Неперпендикулярность должна быть указана для соединителей, привариваемых к трубам. Если не
указано иначе, максимально допустимое отклонение от перпендикуляра должно составлять 1,5 мм (1/16 дюйма)
на 300 мм (12 дюймов).
7.4.10
Производственные испытания
Производственные испытания сварных деталей являются предметом согласования. Каждое
производственное испытание сварных швов должно быть выполнено и документально оформлено в
соответствии с квалификационным испытанием технологии сварки, если не согласовано иначе.
7.4.11
Выполнение сварочных работ
Все операции сварки должны выполняться в соответствии со спецификацией технологии сварки.
Усиление сварного шва должно быть равномерным и плавно соединяться с основным материалом без
значительных подрезов. Все сварные швы стыковых соединений труб должны быть с полным проплавлением.
ПРИМЕЧАНИЕ
Качество корневого слоя для односторонних сварных швов оказывает значительное влияние на сопротивление
усталости. Одна из технологий сварки, которая дает хороший результат относительно усталости, это сварка вольфрамовым электродом в
газовой среде.
115
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
7.4.12
Термообработка после штамповки и сварки
Термообработка должна выполняться в соответствии с документально оформленной процедурой,
которая описывает критические параметры процесса термообработки.
Оборудование для термообработки, мониторинг и документирование термического цикла должны
соответствовать предполагаемой термообработке.
Температура должна измеряться по толщине сварного шва, если иное не определено в принятой
процедуре.
7.5
7.5.1
Визуальный и неразрушающий контроль
Общие положения
Методы неразрушающего контроля должны быть выбраны в зависимости от условий, влияющих на
чувствительность методов. Способность метода обнаруживать дефекты должна рассматриваться для материала,
геометрии соединения и применяемой технологии сварки. Если методы NDT отличаются по ограничениям и/или
чувствительности, то может потребоваться комбинация двух или нескольких методов для обеспечения
оптимальной вероятности обнаружения опасных дефектов.
Для определения поверхностных дефектов ферромагнитных материалов, предпочтительным может быть
MPI. Для определения поверхностных дефектов немагнитных материалов, предпочтительнее метод
проникающей жидкости или электроиндукционная дефектоскопия. Все MPI должны использовать мокрый метод
флуоресцентного анализа.
Для определения внутренних дефектов должен применяться ультразвуковой или радиографический
метод. Может оказаться необходимым дополнить UT радиографическими испытаниями или наоборот, чтобы
увеличить вероятность обнаружения или уточнения характеристик/размеров дефектов.
UT обычно не применяется для толщины менее 10 мм (0,4 дюйма). Для таких толщин UT может быть
заменен радиографическим контролем.
Радиографический контроль обычно предпочитается для определения объемных дефектов. Для толщины
более 25 мм (0,984 дюйма) радиографический контроль следует дополнить проведением UT.
UT более предпочтителен для обнаружения плоских дефектов. Если необходимо определить высоту или
длину дефекта, например, при оценке усталости или разрушения, необходимо проведение UT.
При 100 % контроле кованых или экструдированных деталей с использованием методов, позволяющих
определять внутренние дефекты, 100 % контроль поверхности может быть необходим только после
окончательной машинной обработки деталей, таких как механические соединители.
Для определения дефектов могут использоваться альтернативные методы или комбинации методов, с
подтверждением того, что они в состоянии обнаружить дефекты с приемлемой степенью эквивалентности
относительно общепризнанных методов.
Изготовитель должен представить заказчику на утверждение детальные процедуры, включая
калибровку, для всех видов визуального контроля и NDT. Визуальный контроль и NDT компонентов райзера и
его оборудования должны поводиться в соответствии и с соблюдением критериев приемки, установленных
нормативами и стандартами, используемыми при проектировании или изготовлении исследуемой детали.
Стандартные плоскостные критерии оценки, используемые в общих стандартах и нормативах, следует оценить
до начала испытаний с использованием механики разрушения и/или оценки распространения усталостной
трещины, а также критериев, приведенных в 7.5.4. В зависимости от проектных требований, должны быть
гарантированы самые жесткие приемочные критерии.
Области с высокими напряжениями в направлении по толщине, вызванными процессами сварки,
должны пройти ультразвуковой контроль на наличие пластинчатого расслоения.
UT может выполняться на исходных материалах до окончательной машинной обработки.
Все NDT должны быть надлежащим образом документально оформлены и идентифицированы таким
образом, чтобы их можно было легко проследить на последующих этапах.
116
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
7.5.2
Квалификация персонала
Персонал, выполняющий визуальный контроль должен быть квалифицирован и сертифицирован в
соответствии с общепризнанными стандартами или иметь достаточные знания и опыт.
Персонал, отвечающий за выполнение NDT, должен быть квалифицирован в соответствии с ISO 9712
Уровень 3 или его эквивалентом.
Операторы NDT должны быть квалифицированы в соответствии с ISO 9712 Уровень 2 или его
эквивалентом.
Операторы I, имеющие квалификационный Уровень 1, могут выполнять NDT под непосредственным
контролем операторов Уровня 2.
Для операторов, только выполняющих радиографию, и не выполняющих оценку ее результатов,
Уровень 2 не требуется, но они должны иметь достаточный уровень подготовки.
7.5.3
Визуальный контроль и NDT сварных швов
Законченные сварные швы должны пройти визуальный контроль и NDT в процессе изготовления и
производства. Следующие положения должны применяться ко всем сварным соединениям.
а)
Перед выполнением NDT сварные соединения должны пройти визуальный контроль.
б)
Контроль поверхности должен быть выполнен на наружной поверхности.
в)
NDT сварных швов обычно не должен выполняться до истечения 24 ч после завершения
сварочных работ. Эта выдержка времени может быть по соглашению уменьшена, предусматривая использование
процессов сварки с низким содержанием водорода, верификацию надлежащего обращения с расходными
сварочными материалами, и предусматривая такие меры, как последующий нагрев сварных изделий для
снижения опасного уровня содержания водорода.
г)
Если сварные соединения подвергаются последующей штамповке или термообработке,
необходимый NDT должен выполняться на сварном шве в окончательном состоянии.
д)
Все сварные швы должны пройти 100 % визуальный контроль и 100 % контроль на наличие
поверхностных и объемных дефектов с помощью необходимых методов NDT.
е)
Критерии приемки для всех видов NDT должны соответствовать Таблице 18.
ж)
Все виды NDT и визуального контроля должны быть документально оформлены таким образом,
чтобы проверенные области могли быть легко идентифицированы, и можно было повторить выполненный
контроль. Отчеты должны идентифицировать все выявленные дефекты в основной зоне сварного шва и
констатировать соответствие или несоответствие сварного шва приемочным критериям.
7.5.4
Приемочные критерии дефектов поверхности сварного шва
Приемочные критерии, приведенные в Таблице 18, применимы для поверхностных дефектов сварных
швов для стали. Могут рассматриваться альтернативные методы оценки, обеспечивающие эквивалентный
уровень качества.
Особое внимание следует уделять поверхностным или околоповерхностным дефектам в зоне корня
сварного шва, которые могут возникать из-за неполного проплавления или недостаточного расплавления стенки
одностороннего сварного шва. Эти зоны недоступны для визуального контроля или поверхностного контроля
NDT. Следует рассмотреть использование UT с наружной поверхности для проверки корня завершенного
сварного шва на наличие плоских дефектов.
117
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица 18 — Приемочные критерии дефектов поверхности сварного шва
Тип дефекта
Критерий приемки
Трещины
Недопустимо
Непровар или неполное
проплавление
Недопустимо
Подрез
Максимальная глубина 0,3 мм (0,012 дюйма)
Поверхностная пористость
или шлаковые включения
Недопустимо
Усиление сварного шва или
внутренний выступ
Высота (гребень) усиления или внутреннего выступа сварного шва не должна
быть ниже поверхности трубы и не должна выступать над основным металлом
более чем на 1,5 мм (1/16 дюйма)
Шероховатость сварного шва
Поверхность сварного шва должна быть гладкой, без острых переходов
Несоосность
Максимальная несоосность должна составлять 10 % от толщины стенки трубы
или максимум 3 мм (1/8 дюйма), какое из значений меньше
Острые кромки
Радиус максимум 2 мм (0,079 дюйма) для деталей с покрытием
7.6
Квалификация процедур сборки (монтажа) и специалистов по сборке
Сборку болтовых фланцевых соединений должны выполнять специалисты, квалифицированные по
монтажу болтовых соединений.
Сборка и затяжка болтовых соединений должна выполняться в соответствии с документально
оформленными процедурами, которые прошли квалификацию в процессе испытаний для достижения заданной
минимальной затяжки болтов, не допуская избыточной нагрузки. Общие указания по сборке болтовых
фланцевых соединений даны в ASME PCC 1-2000 [37].
Сборочные узлы с болтовыми соединениями должны быть квалифицированы в процессе испытаний на
прототипе для подтверждения возможности применения квалифицированной процедуры и достижения заданной
минимальной затяжки без избыточных нагрузок.
8
8.1
Испытания
Общие положения
Раздел 8 устанавливает минимальные требования к испытаниям компонентов райзера C/WO и системы
в целом.
8.2
Требования, предъявляемые перед испытанием
Изготовители и эксплуатационный персонал должны изучить все процедуры испытаний. Процедуры
должны иметь ясные назначения/цели, описывать метод, при котором должны быть получены необходимые
выходные данные, и устанавливать четкие приемочные критерии. Испытания должны проводиться в
подходящем помещении с необходимыми средствами, калиброванным оборудованием и в условиях
безопасности.
8.3
118
Испытания под давлением
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
8.3.1
Общие положения
Каждая деталь или компонент, работающие под давлением, должны проходить испытания
гидростатическим давлением.
8.3.2
Секции райзера
Каждая собранная секция райзера, включая силовые секции, секции скольжения, натяжные секции и т.п.,
должны пройти испытания гидростатическим давлением. Процедуры проведения таких испытаний должны
соответствовать требованиям PSL 3, как описано в ISO 10423, за исключением того, что секции райзера могут
быть покрашены или покрыты до проведения испытаний.
Давление гидростатического испытания, pFAT, обычно должно составлять 1,5 расчетного давления. Тем
не менее, если во время испытаний не устанавливаются концевые заглушки, т.е. уплотнение концевых
поверхностей трубы или секции обеспечивается специальным уплотнительным устройством, эти особые
обстоятельства должны быть учтены. В данном случае, давление испытания должно быть меньше, чем 1,5
расчетного давления, чтобы обеспечить соответствие требованиям Таблицы 13.
Для труб и трубных муфт, изготовленных в соответствии с ISO 3183 (все части), ISO 11960 и ISO 11961,
дополнительные испытания под давлением могут не потребоваться, при условии, что
а)
были выполнены заводские испытания под давлением, равным не менее 1,5 расчетного
давления;
б)
трубы не подвергались каким-либо видам термической или механической обработки после
заводских испытаний под давлением, которые могли бы снизить прочность труб.
8.3.3
Компоненты
Процедуры испытаний гидростатическим давлением для всех компонентов, работающих под давлением,
кроме секций райзера и соединителей секций райзера, должны соответствовать требованиям для PSL 2 или
PSL 3, как описано в ISO 10423, за исключением того, что детали могут быть окрашены до проведения
испытаний.
Для всех диапазонов рабочего давления, давление гидростатического испытания должно быть равно
минимум 1,5 расчетного давления. Расчетные коэффициенты должны соответствовать Таблице 13.
Компоненты, имеющие несколько отверстий или каналов, должны быть испытаны для каждого
отдельного отверстия или канала отдельно, чтобы подтвердить отсутствие внутренних коммуникаций.
Испытание газом не является требованием. Тем не менее, если указано покупателем, газовые испытания
должны быть проведены в соответствии с ISO 13628-4:1999, 5.4.6, или документально оформленными
техническими условиями изготовителя.
8.3.4
Система управления ремонтом в скважине и гидравлическое оборудование
Испытания гидростатическим давлением гидравлического управляющего оборудования, линий
мониторинга давления, линий подачи химических реагентов и т.п., должны проводиться в соответствии с
ISO 13628-6:2000, 11.2.1.
8.4
Чистота гидравлических компонентов
Участки компонентов райзерной системы C/WO, включая систему управления ремонтом в скважине,
которые контактируют с гидравлическими флюидами, могут быть подготовлены в соответствии с уровнем
чистоты, определенным в SAE AS4059. Выбранный уровень должен быть четко указан в документально
оформленных технических условиях изготовителя на компонент, и должен быть подтвержден во время
испытаний системы и компонентов.
Типовой уровень чистоты: SAE AS4059, класс 6B-F или SAE AS4059 класс 8B-F
8.5
Квалификационные испытания
Изготовитель должен завершить квалификационные испытания любого неопробованного компонента,
который предполагается использовать в райзерной системе C/WO, или подготовить соответствующие
119
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
подтверждающие документы его технических характеристик по фактическому использованию в условиях
эксплуатации.
Квалификация компонентов должна проводиться в соответствии с применимыми стандартами и
настоящей частью ISO 13628, как показано в Таблице 2.
Квалификация компонентов, не входящих в область применения настоящей части ISO 13628 или других
стандартов, должна проводиться по согласованной программе верификации.
Все квалификации должны представлять следующее, в применении к отдельному компоненту:

гидростатические испытания или испытания газом под давлением;

испытания при циклическом изменении давления и температуры;

испытания при максимальной (и комбинированной) нагрузке;

функциональные испытания;

испытания на усталостную долговечность;

испытания на установление срока службы/ресурсные испытания.
При проведении всех испытаний следует моделировать ожидаемые рабочие или более жесткие условия.
Требования к квалификации соединителей приведены в Приложении I.
8.6
Оборудование райзера и FAT
Перед отгрузкой райзерной системы C/WO изготовитель должен выполнить полную серию испытаний,
чтобы подтвердить надлежащее функционирование каждой детали, как в отдельности, так и как части общей
системы. Эти испытания должны преследовать следующие цели:

подтвердить, что все изготовленные компоненты отвечают требованиям технического задания
на разработку;

подтвердить, что отдельные компоненты могут быть собраны в окончательную конструкцию с
применением совершенных и надежных инженерных технологий;

подтвердить, что перед сборкой отдельные компоненты более крупных узлов прошли
соответствующие испытания и проверки;

подтвердить взаимозаменяемость, непрерывность соединений и герметичность конструкции
каждой секции собранного райзера C/WO со стандартной концевой заглушкой изготовителя или
соединительным устройством;

подтвердить целостность и непрерывность соединений между собранными компонентами;

показать, что сопряжения между блоками могут соединяться и разъединяться, не нарушая
целостности или надежности.
Подтвердить, что каждая деталь, работающая под давлением, прошла гидростатические испытания.
Испытания шаблоном каждого компонента райзера должно проводиться с использованием указанного
шаблона, см. 5.3. Испытания шаблоном также должны проводиться на составных участках, собранных из двух
или более компонентов.
8.7
Система управления ремонтом в скважине и FAT
Функциональные испытания системы управления ремонтом в скважине должны быть включены в FAT.
Испытания должны показать действия, необходимые для запуска и выполнения функций системы управления
ремонтом в скважине. Как минимум, должно быть показано следующее:
120

запуск системы;

системы подачи воздуха;
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

питание электронного оборудования;

гидравлические системы;

аккумуляторные системы;

системы аварийного закрытия скважины;

измерение параметров потока;

инструмент для спуска и свинчивания соединителя;

испытание систем в рабочих условиях;

резервирующие системы;

испытания гидростатическим давлением.
8.8
Комплексные испытания системы
При комплексных испытаниях системы следует показать правильность сборки и работу всей системы
оборудования.
Испытания могут зависеть от наличия подводной елки, устьевого оборудования, BOP и оборудования
трубодержателя. Если это оборудование недоступно, испытания могут проводиться с использованием
подходящего испытательного стенда, который имитирует фактическое сопряжение и может быть использован
для подтверждения герметичности/работоспособности сопряжения.
Все функции (например, арматуры, соединителей) должны выполняться под управлением системы
управления ремонтом в скважине.
Кроме того, пространство в верхней части может ограничивать высоту сборки, поэтому комплексное
испытание может выполняться поэтапно, т.е. нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в
скважине и подводная елка, силовая секция райзера и блок аварийной расстыковки. Если пространство
позволяет, то должно быть выполнено испытание полной сборки системы, включая силовую секцию и елку.
При проведении комплексных испытаний должны быть выполнены испытания под давлением для
проверки герметичности уплотнений между сопрягаемыми компонентами. Давлением испытания должно быть
равно расчетному давлению системы.
Как минимум, после удовлетворительного завершения испытаний компонентов и FAT должны быть
проведены следующие испытания райзерной системы C/WO. По усмотрению, эти испытания могут быть
включены в FAT:
а)
Сопряжение нижнего соединительного узла райзера для ремонтных работ в скважине с
подводной елкой:
1)
Нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в скважине должен быть
установлен на подводной елке, чтобы проверить форму, соответствие и функционирование.
2)
Испытание под давлением нижнего соединительного узла райзера, соединенного с
подводной елкой, чтобы проверить непрерывную герметичность канала.
3)
Должны быть выполнены все приемлемые функциональные испытания подводной елки
и нижнего соединительного узла райзера для ремонтных работ в скважине.
4)
Должны быть выполнены испытания шаблоном эксплуатационного и кольцевого
каналов нижнего соединительного узла райзера для ремонтных работ в скважине, соединенного с подводной
елкой с использованием специального шаблона; см. 5.3. Дополнительно, если используются пробки, они также
должны быть пропущены через нижний соединительный узел райзера для ремонтных работ в скважине и
подводную елку, чтобы подтвердить надлежащее их функционирование.
б)
Сопряжение силовой секции райзера с нижним соединительным узлом райзера для ремонтных
работ в скважине:
1)
Силовая секция с соединителем блока аварийной расстыковки должна быть установлена
на WCT-BOP, чтобы проверить форму, соответствие и функционирование.
2)
Испытание давлением силовой секции, соединенной с блоком аварийной расстыковки,
для подтверждения герметичности канала.
121
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
3)
Испытание специальным шаблоном блока аварийной расстыковки и силовой секции,
соединенных с WCT-BOP; см. 5.3.
4)
Углы соединения и разъединения должны быть имитированы для проверки
надлежащего функционирования блока аварийной расстыковки в условиях нагружения райзера. Сопряжение
должно быть испытано под давлением до и после разъединения.
5)
Уплотнения и поверхности уплотнения должны быть тщательно проверены после
отсоединения блока аварийной расстыковки.
в)
Сопряжение посадочной колонны с устьевым оборудованием или подводной елкой:
1)
Должно быть выполнено испытание под давлением посадочной колонны, соединенной с
трубодержателем, для контроля герметичности канала.
2)
посадочной колонны.
3)
Должны быть выполнены надлежащие функциональные испытания всех функций
Должна быть показана верификация любой используемой системы ориентации.
4)
Должно быть выполнено испытание специальным шаблоном посадочной колонны,
соединенной с трубодержателем; см. 5.3.
Должна быть выполнена верификация системы управления ремонтными операциями в скважине во
взаимодействии с управляемым оборудованием, которая должна показать

что межсоединения управляющих линий выполнены правильно;

что любая управляющая логическая схема (например, последовательности отключения)
находится в рабочем состоянии в соответствии с установленными требованиями.
8.9
Испытание системы под давлением
Испытание системы под давлением или в условиях эксплуатации должно быть выполнено для райзерной
системы до начала эксплуатации, чтобы подтвердить герметичность райзера относительно флюидов. Давление
испытания должно быть минимальным расчетным давлением для райзерной системы.
9
9.1
9.1.1
Маркировка, хранение и отгрузка
Секции райзера
Общие положения
Требования, приведенные в Разделе 9, применимы к следующим типовым компонентам: секции райзера,
секция скольжения, натяжная секция, силовая секция, посадочная колонна и т.п.
9.1.2
Консервация
После испытаний под давлением и перед размещением на хранение или отгрузкой все секции должны
быть очищены, высушены и законсервированы в соответствии с документально оформленными техническими
условиями изготовителя.
Все концевые соединители должны быть закрыты предохранительными крышками.
Поврежденные покрытия должны быть отремонтированы перед размещением на хранение и отгрузкой в
соответствии с документально оформленными техническими условиями изготовителя.
9.1.3
Отдельно поставляемые уплотнения и кольцевые прокладки
Отдельные уплотнения, стыковочные переводники и кольцевые прокладки должны быть помещены в
отдельные ящики или упаковки для отгрузки и хранения.
122
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
9.1.4
Контроль старения эластомеров
Изготовитель должен предоставить документально оформленные инструкции, обеспечивающие
необходимые условия хранения, процедуры контроля старения и защиты эластомеров.
9.1.5
Гидравлические системы
Все гидравлические порты и линии, смонтированные или встроенные в секции райзера, должны быть
промыты и заполнены в соответствии с документально оформленными техническими условиями изготовителя.
Наружные гидравлические концевые фитинги должны быть закрыты заглушками.
9.1.6
Электрические системы
Изготовитель должен документально оформить инструкции, определяющие правила хранения всех
электрических кабелей и соединителей.
9.1.7
Укладка на стеллаж
Все секции райзера должны храниться или отгружаться в решетках, контейнерах или на стеллажах.
Конструкция или выбор решеток, контейнеров или стеллажей должны учитывать следующее:
а)
б)
проверки.
Секции райзера должны иметь прочную опору и быть надежно закреплены.
Должна иметься возможность удаления предохранительных колпаков райзерных секций для
в)
Максимальный вес, включая секции райзера, не должен превышать грузоподъемность палубных
кранов плавучего основания.
г)
Решетки, контейнеры и стеллажи должны быть сертифицированы для использования в морских
условиях в соответствии с местным законодательством.
д)
Соответствующие поставляемые подъемные стропы должны быть сертифицированы для
использования в морских условиях в соответствии с местным законодательством.
е)
Должны использоваться проушины для использования в морских условиях. Они должны иметь
четкую маркировку “ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ТОЛЬКО В МОРСКИХ УСЛОВИЯХ”.
9.1.8
Маркировка
Секции райзера, отвечающие требованиям настоящей части ISO 13628, должны иметь маркировку
“ISO 13628-7”.
Секции райзера должны поставляться с устойчивой маркировкой, которая включает следующее:
название или торговая марка изготовителя;
а)
номер компонента изготовителя;
б)
серийный номер изготовителя;
в)
дата изготовления;
г)
расчетное давление;
д)
расчетная температура;
е)
условия эксплуатации ISO 15156 (все части) или не-ISO 15156 (все части).
В дополнение, секции райзера должны иметь маркировку с последовательным номером секции или
серийным номером, позволяющим мониторинг секций в течение срока службы. Такая маркировка должна легко
идентифицироваться персоналом плавучего основания, обычно визуально или электронным считывающим
устройством.
9.2
Компоненты
Требования к отгрузке и хранению оборудования и компонентов, за исключением системы управления
ремонтными работами в скважине и труб райзера, секций райзера, силовых секций, секций скольжения,
посадочных колонн и т.п., должны соответствовать требованиям ISO 13628-4:1999, 5.6.
Там где применимо, маркировка должна соответствовать требованиям ISO 13628-4:1999, 5.5.
123
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
9.3
Система управления ремонтом скважины и гидравлическое оборудование
Требования к отгрузке и хранению для системы управления ремонтом скважины и связанного с ней
оборудования, должны соответствовать требованиям ISO 13628-6:2000, Раздел 12.
Там где применимо, маркировка должна соответствовать требованиям 13628-6:2000, 12.1.
10
Контроль, техническое обслуживание, повторная оценка и мониторинг
10.1 Общие положения
Эксплуатация, техническое обслуживание и контроль райзера должны обеспечивать поддержание
необходимого уровня безопасности в течение расчетного срока службы райзера.
10.2 Контроль и техническое обслуживание
10.2.1
Общие положения
Для райзера и систем управления должен выполняться плановый контроль.
Для райзеров и компонентов райзера может быть необходимым контроль следующих зон:
а)
компоненты колонны райзера, испытавшие избыточные нагрузки/остаточную деформацию;
б)
образование усталостных трещин (например, кольцевые сварные швы, соединители, сварные
швы крепления анодов);
в)
утечки (ослабление механических соединителей, повреждение кольцевых уплотнений);
г)
повреждения, например, вмятины, царапины, отслоение или сильное коробление покрытия;
д)
внутренний и наружный износ;
е)
внутренние и наружные коррозионные повреждения (например, кольцевых сварных швов,
уплотнительных поверхностей);
ж)
противокоррозионные/абразионные покрытия;
з)
катодная защита;
и)
обрастание морскими организмами.
Изготовитель должен определить типы и периодичность контроля.
Поврежденные, отремонтированные или подверженные внешнему воздействию детали, а также детали,
повреждение которых может привести к серьезным опасным последствиям, должны быть объектами особого
внимания при планировании профилактического контроля и технического обслуживания во время эксплуатации.
10.2.2
Рекомендации по периодичности контроля
При определении периодичности контроля должны приниматься во внимание следующие факторы:
а)
последовательность отказов;
б)
поврежденные, отремонтированные или подверженные внешнему воздействию детали;
в)
периодичность, установленная на основе критериев, рассматриваемых в 10.2.2;
г)
фактические условия и статистические данные, например, возраст, результаты предыдущего
контроля, изменения расчетных, рабочих условий или нагрузки, или предыдущие повреждения или ремонты;
д)
резервирование;
е)
тип и месторасположение райзера, например, глубина воды или новая конструкция с небольшим
опытом длительной эксплуатации.
124
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Периодичность, приведенная в Таблице 19, не должна нарушаться, если только имеющийся опыт или
инженерный анализ не подтверждают более длительные интервалы. В таких случаях, подтверждение изменений
руководящих рекомендаций в части периодичности контроля, основанных на факторах, приведенных в 10.2.2,
следует документально оформить и хранить у оператора.
Следует выполнять контроль райзера на наличие усталостных трещин в соответствии с принципами,
приведенными в 6.4.9.
Таблица 19 — Руководство по периодичности контроля
Компонент
Тип контроля
Периодичность
Зоны с известными или
ожидаемыми дефектами
В зависимости от ситуации
После возникновения
проектного события
Компоненты, извлеченные на
поверхность
По рекомендациям изготовителя
После разъединения
Расходные материалы оборудования, такие как уплотнения, смазка, периодические отсоединяемые
компоненты и окраску обычно следует контролировать или заменять в соответствии с графиком. Более того, при
проектировании оборудования следует предусматривать упрощение таких операций технического
обслуживания. В данные, предоставляемые изготовителем, следует включать рекомендуемые операции и
периодичность технического обслуживания.
10.3 Повторная оценка райзеров
Существующий райзер должен проходить оценку для подтверждения соответствия требованиям
целевого назначения, если имеют место одно или несколько из следующих условий:
а)
увеличение расчетного срока службы за пределы установленного исходного срока службы;
б)
повреждение или износ компонентов райзера;
в)
изменения условий эксплуатации, что нарушает исходные расчеты или основы предшествующей
оценки целостности;
г)
отклонение от исходных данных для проектирования, например

изменение условий окружающей среды или места расположения;

изменения плавучего основания;

изменение внутреннего флюида;

изменение верхнего натяжения.
Для оценки существующих райзеров следует использовать самую последнюю информацию о райзере.
10.4 Мониторинг
Следует поддерживать программу детальной регистрации или мониторинга усталости, отражающую
продолжительность и характер состояния моря для каждого режима работы райзера. Эту информацию в
сочетании с усталостным анализом и механикой разрушения следует использовать для определения
необходимости контроля секций райзера.
Внутренние и внешние условия эксплуатации райзера следует постоянно контролировать для выявления
отклонений от расчетных условий. В такой мониторинг следует включать регистрацию отклика райзера и
натяжение, а также состав, давление и температуру содержимого райзера.
Система мониторинга райзера C/WO не является обязательной для исполнения в рамках действия
настоящей части ISO 13628, но может быть полезной для установки и поддержания точного натяжения,
текущего контроля динамических характеристик райзера и для верификации проекта. Система мониторинга
райзера также может использоваться для оценок накопленного усталостного повреждения райзера, оптимального
позиционирования плавучего основания и остаточного ресурса.
125
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
11
Документация
11.1 Назначение
Раздел 11 определяет требования к документации, которую изготовитель должен подготовить для
покупателя.
11.2 Общие положения
Должна быть доступна документация, достаточная для того, чтобы показать, что райзерная система,
включая оборудование и компоненты, соответствует требованиям настоящей части ISO 13628.
Документация на выполненные работы должна, насколько это выполнимо, быть конкретной, четкой,
воспроизводимой, доступной, не объемной, в нее следует включать значимую информацию для всех основных
этапов срока службы райзерной системы C/WO (т.е. проектирование, изготовление, производство, эксплуатация,
хранение); см. также 4.16.
Проектная документация должна включать методы, исходные формулы, расчеты и проектные
требования. Проектные требования должны включать, помимо прочего, критерии размеров, нагрузок и
комбинаций нагрузок, включая предварительное нагружение, допуски на изготовление, шероховатость
поверхности уплотнений, материал, окружающую среду и другие применимые требования, на которых должен
основываться проект.
Изготовитель должен обеспечить доступность для покупателя в указанное время следующие документы:
а)
исходные данные для проектирования:
до проектирования райзера;
б)
анализ проекта: до изготовления;
в)
изготовление и производство:
г)
исполнительно-техническая документация:
д)
сводная проектная и производственная документация:
е)
руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию:
до изготовления/производства;
в момент поставки;
в момент поставки;
перед поставкой.
Кроме того, пользователь/оператор должен поддерживать документацию в рабочем состоянии во время
эксплуатации.
11.3 Исходные данные для проектирования
Документация с исходными данными для проектирования должна быть разработана на начальном этапе
процесса проектирования для документального оформления основных требований и критериев, используемых в
проекте райзерной системы C/WO. Она должна отражать требования настоящей части ISO 13628, технические
требования покупателя (см. также Приложение F) и собственные технические требования изготовителя. Ниже
приведен перечень элементов, которые обычно должны включаться в исходные данные для проектирования:
а)
общее описание райзерной системы;
б)
общие проектные требования;
в)
применимые нормы, стандарты и правила;
г)
функциональные требования и эксплуатационные требования;
д)
флюида;
126
данные внутреннего флюида, включая расчетное давление, расчетную температуру и плотность
е)
данные о состоянии окружающей среды;
ж)
данные плавучего основания;
з)
требования к сопряжениям;
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
и)
технические характеристики оборудования/компонентов (например, прочность на растяжение
при расчетной температуре);
к)
выбор материала, включая защиту от коррозии;
л)
основные принципы контроля и технического обслуживания;
м)
определения сочетания нагрузок
расчетных условий;
для всех возможных временных и эксплуатационных
н)
критерии проектирования для возможных случаев отказа;
о)
процедуры анализа проекта, включая основные анализируемые параметры;
п)
описание освобождающихся переводников (слабых звеньев), включая обоснования их
использования.
11.4 Анализ проекта
Размеры труб, включая технические характеристики труб и окружных сварных швов
11.4.1
Для труб и окружных сварных швов должны быть предоставлены, как минимум, следующие данные:
а)
пояснения к условным обозначениям;
б)
применимые нормы, стандарты и правила;
в)
исходные данные для расчетов, включая

детальное описание материала, включая предел текучести, прочность на разрыв и
удлинение при разрушении,

расчетное давление и расчетная температура,

коэффициент безопасности на разрыв от внутреннего давления,

диаметр шаблона и зазор по шаблону,

овальность трубы и допуск на толщину стенки трубы,

концентричность окружного сварного шва для трубы/трубы или трубы/ соединителя,

высота валика корня сварного шва,

припуск на коррозию или другие применимые припуски;
г)
расчет минимального внутреннего диаметра;
д)
расчет минимальной толщины на разрыв от внутреннего давления;
е)
выбор толщины стенки трубы и наружного диаметра;
ж)
конструкционная прочность трубы для отдельных нагрузок и значения предельных нагрузок; см.
з)
SCF окружного сварного шва по внутреннему и наружному диаметру.
11.5.1;
11.4.2
Общий анализ
В документацию по общему анализу проекта следует включать следующие элементы:
а)
оглавление, включая обобщающую таблицу с основными ключевыми моментами проекта с
иллюстрациями и чертежами;
б)
пояснения к условным обозначениям;
в)
применимые нормы, стандарты и правила;
г)
введение, включая цель документа и краткое описание райзерной системы и каждого
компонента, включая чертежи;
д)
исходные данные для проектирования, если не выделены в отдельный документ, см. 11.3;
е)
расчетные исходные данные, включая детальное описание материала, исходные формулы для
расчетов и детали компьютерной программы;
127
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ж)
уравнений;
з)
ссылочные
номера
стандартов/рекомендаций/руководств,
включая
ссылочные
номера
полная прослеживаемость выполненных расчетов;
и)
валидация модели анализа (фактическое распределение растяжения, RAO перемещений
плавучего основания и режим форма/характеристические значения);
к)
расчеты разноса райзера;
л)
расчеты прихвата райзера;
м)
графики геометрических моделей, включая граничные условия;
н)
результаты, представленные в ясной и четкой форме, в особенности ключевые результаты, и
оценка результатов в свете режимов отказов и допущений, принятых в процедурах/методах анализа. Следует
предусмотреть коэффициент использования компонентов райзера для соответствующих видов отказов с
соответствующей нумерацией на схемах;
о)
рабочие диапазоны для нормальных, экстремальных условий работы, условий проведения
испытаний и случайных условий;
п)
если применимо, расчетные нагрузки компонентов и сопряжений, например, нагрузки на
подводную елку и устьевую арматуру от райзера C/WO, с тщательным документальным оформлением
источников и принятых допущений;
р)
принятые допущения относительно погрузочно-разгрузочных работ, контроля и технического
обслуживания райзерной системы в процессе эксплуатации.
11.4.3
Чертежи
Для изготовления и сборки райзерной системы должны быть подготовлены чертежи, включая, в том
числе следующее
а)
схема плавучего основания с райзерами;
б)
рабочие чертежи райзера.
11.5 Документация на соединители
11.5.1
Сводный отчет о технических характеристиках
Должен быть подготовлен сводный отчет о технических характеристиках для каждого соединителя
райзерной системы C/WO. Он должен содержать, если применимо, следующую информацию:
а)
описание работы соединителя с перечислением конструктивных особенностей и преимуществ
конфигурации резьб, уплотнений, упорных торцов и корпуса, включая передачу осевых и изгибающих нагрузок
соединения и системы блокировки. Примерами систем блокировки могут быть резьбы, фрикционные, зажимные,
штампованные, шаровые/штампованные, фланцевые и обработанные на станке;
б)
следующего
критерии проектирования со ссылками на применимые нормы, стандарты и правила для

прочность и герметичность для нормального и экстремального функционирования,
режима тестирования, условий случайного нагружения с учетом минимальных заданных значений
прочности/предварительной нагрузки,

предохранительные освобождающиеся
максимальных заданных значений прочности, и

размахи максимальных
SCF/напряжений для оценки усталости;
циклических
переводники
пиковых
(слабые
напряжений,
звенья)
т.е.
на
базе
распределение
в)
геометрия соединителя, включая допуски, шероховатость и обработку (виды обработки)
поверхностей уплотнений, массу, свойства материала и обозначение детали для соединения, включая
ссылки на чертежи и спецификации материалов;
г)
типовая схема поперечного сечения соединения, показывающая наиболее слабые
(ограничивающие) сечения (планы) или компоненты на растяжение, сжатие, внутреннее давление, внешнее
давление, изгиб, кручение и срез, где применимо, в дополнение к размещению зон с максимальными размахами
циклических пиковых напряжений;
128
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
д)
конструкционная несущая способность соединителя, ограничения по разъединению
предварительно нагруженных поверхностей и целостность (герметичность) уплотнения только для отдельных
нагрузок, т.е. сжатия, внутреннего давления, внешнего давления, изгиба, кручения и среза;
е)
диапазоны нагрузок или графики сопротивления, определяющие различные комбинации
нагрузок, температур и предварительного нагружения, которые определяют целостность (герметичность)
уплотнения и пределы конструкционной несущей способности для нормального, экстремального
функционирования, режима тестирования, условий случайного нагружения в дополнение к диапазону нагрузок
слабого звена и ограничений по разъединению предварительно нагруженных поверхностей;
ж)
документация по фактическим разрушающим нагрузкам, приводящим к нарушению
герметичности или конструкционным разрушениям (осевое разделение, разрушение или окружная потеря
устойчивости), если такие данные доступны и сопоставимы с допустимыми нормативными нагрузками;
з)
SCF, со ссылкой на размеры соединяемых труб для сварных швов труба-к-соединителю и
положений зон с наиболее высокими напряжениями в соединителе (циклические нагрузки болтов, включая
продольный изгиб). Если SCF изменяется в зависимости от нагрузки или предварительного нагружения, эти
изменения должны быть документально оформлены. Также должны быть документально оформлены SCF,
создаваемые соединителем в месте соединительного кольцевого сварного шва трубы (как по внутреннему, так и
по наружному диаметру) при отсутствии эксцентричности;
и)
комплексные параметры свинчивания/развинчивания, включающие тип консистентной смазки,
покрытия и способ нанесения, скорость свинчивания, необходимые значения крутящего момента на торцах и
минимальные и максимальные значения
окончательного момента и потеря затяжки от свинчивания.
Максимально допустимое отклонение от соосности при свинчивании соединения;
к)
моментные-растягивающие-освобождющие угловые характеристики
аварийной расстыковки и соединителей инструментов для спуска устьевой елки;
соединителя
блока
л)
ссылки на выполненные проектные расчеты и испытания.
Сопротивление соединителя комбинированным нагрузкам может быть установлена с использованием
одного из следующих методов:

графики сопротивления (диапазоны нагрузок);

эллипс
сопротивлений,
внутреннем/внешнем давлении;

основанный
на
эквивалентном
растяжении
и
чистом
диапазон эквивалентных напряжений по Мизесу.
Графики сопротивления или диапазоны нагрузок должны быть подготовлены для соответствующих
расчетных коэффициентов и являются предпочтительным методом для представления характеристик. Следует
отметить, что два последних метода для установления сопротивления соединителя обычно являются
консервативными для сопротивления изгибающему моменту, и следует избегать их использования при
выполнении оценок согласованных с сопротивлением трубы.
На Рисунке 11 показана линейная диаграмма сопротивления. В качестве альтернативы диаграмме
сопротивления, сопротивление соединителя может быть представлено уравнениями взаимодействия
эффективного растяжения-момента-давления (Te-Mbm), в формате Уравнения (29):
(29)
где
Te
эффективное растяжение;
Tc
предельная прочность на растяжение для отдельной нагрузки;
Mbm
изгибающий момент;
Mc
предельное сопротивление изгибу для отдельной нагрузки;
pint
внутреннее давление;
po
внешнее давление;
pec
заглушки;
предельное сопротивление давлению для отдельной нагрузки под воздействием концевой
129
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Fd
расчетный коэффициент; см. Таблицу 11.
Несколько уравнений взаимодействия, которые могут быть применены для одного соединителя в случае
простого линейного отношения, как показано выше, могут быть неприемлемыми из-за ограниченного диапазона
применяемых параметров сопротивления.
ПРИМЕЧАНИЕ
Примеры диаграмм сопротивления можно найти в API Bull 6AF [4], API Bull 6AF1 [5] и API Bull 6AF2 [6]; для
статических условий нагружения, см. в 6.6.7.
Обозначение
X
эффективное растяжение, Te
Y
изгибающий момент, Mbm
a
Возрастающее давление.
Рисунок 11 — Диаграмма сопротивления компонента
11.5.2
Руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию
11.5.2.1Общие положения
Изготовитель должен подготовить руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию,
которые, как минимум, должны содержать информацию, перечисленную в 11.5.2.
11.5.2.2Описание оборудования
Для соединителей райзера и сопрягаемого оборудования должны быть разработаны документально
оформленные описание, чертежи и схемы применения:

соединители райзера, включая все части;

инструменты для погрузки-разгрузки райзера;

все инструменты для свинчивания, развинчивания и создания предварительной нагрузки;

протекторы соединителей райзера.
11.5.2.3Рекомендации по использованию соединителей
Должна быть рассмотрена следующая информация:

использование инструмента для погрузочно-разгрузочных работ и его сопряжение с
соединителем;

детальная процедура свинчивания и развинчивания соединителя, включая, если применимо,
процедуру создания предварительной нагрузки.
11.5.2.4Инструкции по техническому обслуживанию
Должна быть предоставлена следующая информация:
130
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

графическая хронологическая программа текущего технического обслуживания;

примерные формы технического обслуживания или контрольные ведомости, если необходимо;

регистрационные журналы для внесения записей по нарастающему использованию каждого
соединителя райзера;

инструкции по хранению и программа замены резиновых изделий, эластомеров и других
расходных материалов;

указанные смазочные материалы, ингибиторы коррозии и т.п.;

процедуры и программа контроля усталостных трещин. Изготовители должны указать участки с
высокими напряжениями, которые необходимо контролировать.
11.6 Изготовление и производство
Перед началом или во время изготовления труб, компонентов, оборудования, конструкционных и других
изготавливаемых элементов должна быть подготовлена следующая информация:
а)
технические условия на материалы и изготовление;
б)
технические условия на технологию изготовления;
в)
план обеспечения качества;
г)
применимо;
спецификации технологии сварки/квалификационная документация на технологию сварки, если
д)
процедуры NDT;
е)
технологии изготовления/производства;
ж)
руководство изготовителя/производителя по системе обеспечения качества.
11.7 Исполнительно-техническая документация
Исполнительно-техническая документация должна включать, как минимум, следующее:
а)
ссылочный номер заказа покупателя;
б)
описание оборудования;
в)
ссылки на техническое здание на разработку и чертежи;
г)
сертификаты материалов;
д)
контрольные измерения размеров;
е)
результаты FAT;
ж)
все несоответствия, выявленные во время изготовления, и произведенные ремонты;
з)
спецификации технологии сварки/квалификационная документация на технологию сварки;
и)
акты аттестации сварщиков;
к)
карта расположения сварных швов;
л)
акты квалификации операторов NDT и регистрация результатов NDT;
м)
протоколы термообработки.
11.8 Сводная документация по проектированию и изготовлению
Сводная документация по проектированию и изготовлению должна быть подготовлена для
предоставления информации по эксплуатации системы райзера C/WO и планов периодического контроля.
Сводная документация по проектированию и изготовлению должна рассматриваться как обобщенный сжатый
131
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
документ для удобного получения важной информации на этапах проектирования, изготовления и испытаний.
Сводная документация должна отражать состояние в заводском исполнении.
Сводная документация по проектированию и изготовлению должна
а)
предоставить общее описание системы райзера C/WO;
б)
предоставить обзор всех проектных и производственных данных, включая ответственность,
требования, действия по верификации, отклонения,
детальное проектирование, исходные данные для
проектирования, критические зоны, со ссылками на детализированную документацию;
в)
предоставить рекомендации, требования и достаточную информацию для эксплуатации,
контроля в процессе эксплуатации, хранения, оценки технического состояния и деятельности по техническому
обслуживанию на протяжении периода эксплуатации райзерной системы C/WO. Особое значение имеет
идентификация компонентов с малоцикловой усталостью и компонентов высокой прочности с высоким
коэффициентом использования.
11.9 Руководящие указания по монтажу и эксплуатации
Требования к монтажу и эксплуатации должны быть документально оформлены в руководстве по
монтажу и эксплуатации райзера. Руководящие указания, которые следует подготовить совместно
проектировщиком и оператором, определяет технологию безопасного монтажа, эксплуатации и технического
обслуживания райзера и компонентов системы.
Руководящие указания должны содержать, как минимум, следующую информацию:
а)
пошаговые процедуры по погрузке-разгрузке, транспортировке, спуску/подъему, эксплуатации,
консервации и хранению райзерной системы;
б)
пошаговые процедуры расстыковки и подвешивания райзера;
в)
эксплуатационные ограничения для каждого рабочего режима. Эксплуатационные ограничения
должны быть указаны изготовителем для каждого рабочего режима райзера. Ограничения следует представлять
в табличной и/или графической форме, или в виде программы управления райзером;
г)
процедуры контроля и технического обслуживания для каждого компонента;
д)
чертежи изготовителя для компонентов райзерной системы, с выделением критических
размеров, масс и номеров деталей различных компонентов;
е)
перечень рекомендуемых запчастей.
Перед началом монтажа/эксплуатации должна быть подготовлена следующая информация

анализ FMECA и HAZOP, выполненные оператором;

технические спецификации и чертежи для монтажа и испытаний;

руководство (руководства) по монтажу и эксплуатации райзера;

процедуры на случай нештатных ситуаций; и

руководство подрядчика по обеспечению качества.
11.10Сводная информация о состоянии
Любые изменения в райзерной системе C/WO после изготовления должны быть частью
эксплуатационного досье и должны быть отражены в сводной информации о состоянии. Сводная информация о
состоянии должна оформляться на регулярной основе, т.е. ежегодно.
Необходимые данные должны регистрироваться в течение срока службы для документирования и
анализа усталостного состояния райзера C/WO и обобщаться в сводной документации. В регистрационный
журнал обычно следует включать последовательность спуска секций, конфигурацию райзера, промысловые
данные (глубина воды, давление, плотность и т.п.), данные плавучего основания, включая верхнее натяжение,
продолжительность и состояние моря для каждого режима эксплуатации. Этот журнал следует регулярно
рассматривать для оценки необходимости контроля усталостных трещин.
За ведение сводной документации о состоянии несет ответственность потребитель.
132
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
11.11Заполнение документации
Покупатель/потребитель несет ответственность за поддержание всей соответствующей документации в
течение срока службы райзерной системы.
Технические и исполнительные документы должны, как минимум, включать документацию по
проектированию, изготовлению, установке и вводу в эксплуатацию.
Техническая документация должна заполняться покупателем/пользователем или техническим
подрядчиком в течение не менее 15 лет. Исходные данные для проектирования и основные данные по райзерной
системе должны заполняться в течение всего срока службы системы. Это включает документальное оформление
этапов от проектирования до ввода в эксплуатацию и возможного капитального ремонта или реконструкции
райзерной системы.
Документация, которая должна сохраняться и поддерживаться на этапах эксплуатации и технического
обслуживания райзерной системы должна, как минимум, включать отчеты об эксплуатационном контроле,
начиная от ввода в эксплуатацию, периодического и специального контроля, регистрацию результатов
мониторинга состояния и заключительные отчеты о техническом обслуживании и ремонте.
133
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
134
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Приложение A
(информативное)
Стандартизация сопряжения райзера C/WO (вертикальная ёлка)
Совместное использование и аренда райзерных систем C/WO получило широкое признание в отрасли и,
как следствие, была предложена стандартизация общих сопряжений, которые позволяют использовать райзеры с
различными системами устьевых ёлок. Предлагаемое сопряжение находится между верхней частью инструмента
для спуска ёлки и нижней частью WCT-BOP; см. Рисунок A.1.
Обозначение
1
блок аварийной
расстыковки (EDP)
2
нижний узел райзера
(LRP)
3
предлагаемое
“стандартное” сопряжение
4
подводная устьевая ёлка
5
устьевое оборудование
6
силовое соединение
7
переводная катушка
(только для регулирования осевой
линии)
8
соединитель EDP
9
катушка повторного
ввода EDP
10
BOP для троса/гибких
НКТ
11
инструмента для спуска
ёлки
12
катушка повторного
ввода
13
блок арматуры
14
соединитель ёлки
Рисунок A.1 — Расположение предлагаемого стандартного сопряжения райзера C/WO
В качестве соединительной детали сопряжения предлагается фланец 346 мм (13 5/8 дюйма), 69,0 МПа
(10 000 фунт/дюйм2) в соответствии с ISO 10423. В качестве уплотнительного механизма предлагается
стыковочный переводник/впадина с использованием основного уплотнения типа металл к металлу с
эластомерным дублированием. Для изоляции стыковочных переводников следует обеспечить герметизацию от
окружающей среды. В качестве такой герметизации от окружающей среды предлагается уплотнительная
прокладка/канавка BX. Размер уплотнительной прокладки BX представлен в Таблице A.1.
135
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица A.1 — Межцентровые расстояния каналов для сопряжения вертикального райзера/ инструмента
для спуска ёлки
От центра
отверстия до
центра отверстияa
От центра
большего
отверстия до
центра фланцаb
От центра
меньшего
отверстия до
центра фланцаc
мм  мм (МПа)
[дюйм  дюйм
(фунт/дюйм2)]
мм (дюйм)
мм (дюйм)
мм (дюйм)
мм (МПа)
[дюйм (фунт/дюйм2)]
103  52 (34,5; 69,0)
[4 1/16  2 1/16 (5к; 10к)]
127,0 (5,000)
41,28 (1,625)
85,72 (3,375)
346 (69,0), BX-158 d
[13 5/8 (10к)], BX158 d
130  52 (34,5; 69,0)
[5 1/8  2 1/16 (5к; 10к)]
136,52 (5,375)
47,62 (1,875)
88,9 (3,500)
346 (69,0), BX-159
[13 5/8 (10к)], BX-159
Размеры проходного
отверстия арматуры
a
См. “A”, Рисунок A.2.
b
См. “B”, Рисунок A.2.
c
См. “C”, Рисунок A.2.
d
Прокладка BX-158 используется для минимизации разделяющей нагрузки.
Размер фланца и
прокладки BX
На данном этапе было предложено два размера райзера для введения стандартного сопряжения: система
127 мм  50,8 мм (5 дюймов  2 дюйма), 69,0 МПа (10 000 фунт/дюйм2) и система 101,6 мм  50,8 мм
(4 дюйма  2 дюйма), 69,0 МПа (10 000 фунт/дюйм2). Предлагаемые размеры центров отверстий и смещений
показаны на Рисунке A.2 и Таблице A.1.
Может потребоваться переходная или переводная катушка для возможности использования райзера с
ёлками различных изготовителей, так как стыковочные переводники обычно являются фирменной конструкцией.
Возможно использование других центров отверстий и смещений. Тем не менее, рекомендуется, чтобы
технические условия на любую новую систему райзера C/WO были согласованы с изготовителем с целью
согласования размеров с какими-либо существующими или разрабатываемыми отраслевыми стандартами на
сопряжения.
Использование предлагаемого стандартного интерфейса рекомендуется только в случаях, если
к)
влияния комбинированных нагрузок для применимых сочетаний нагрузок, определенных в 6.3.3,
не превышают несущую способность (см. 11.5.1) предлагаемого фланца;
л)
конструкция, изготовление и сборка предлагаемого фланца обеспечивает контакт торец-к-торцу в
условиях нормального рабочего нагружения; см. 6.6.7.
ПРИМЕЧАНИЕ
Уплотнительное кольцо BX 158, используемое для сопряжения 101,6 мм  50,8 мм (4 дюйма  2 дюйма)
меньше, чем обычно используемое для фланца 346 мм (13 5/8 дюйма), 69,0 МПа (10 000 фунт/дюйм2). Меньшее уплотнение уменьшает
разделяющую нагрузку, которая является критической для глубоководных применений райзера, где уже значительны изгибающие нагрузки.
Что касается сопряжения райзера 127 мм  50,8 мм (5 дюймов  2 дюйма), уплотнение BX 159 является наименьшим возможным
уплотнением.
Райзеры, имеющие диаметры проходного канала больше чем проходные каналы ёлки, могут
использоваться до тех пор, пока сопрягаемые каналы соединены так, чтобы обеспечить прохождение всех
скважинных инструментов, которые используются совместно с системой райзера т.е. райзер 101,6 мм  50,8 мм
(4 дюйма  2 дюйма), 69,0 МПа (10 000 фунт/дюйм2) мог бы использоваться с ёлкой 76,2 мм  50,8 мм
(3 дюйма  2 дюйма), имеющей такие же центровые расстояния проходных каналов, как сопряжения райзера
101,6 мм  50,8 мм (4 дюйма  2 дюйма), 69,0 МПа (10 000 фунт/дюйм2).
136
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Размеры в миллиметрах
(Размеры в дюймах)
Обозначение
1 фланец 346 мм - 69,0 МПа (13 5/8” - 10 000 фунт/дюйм2)
2 размеры уплотнительной впадины должны указываться изготовителем
3 BX-канавка, как требуется
A, B, C см. Таблицу A.1
Рисунок A.2 — Детализация предлагаемого стандартного сопряжения 364 мм (13 5/8 дюйма) 69,0 МПа (10 000 фунт/дюйм2) 6BX
137
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Приложение B
(информативное)
Режимы эксплуатации и общий анализ системы райзера
B.1
Вступление
В Приложении B представлено руководство по обслуживанию и использованию системы райзера C/WO
в дополнение к руководству по общему анализу системы райзера с использованием компьютерных программ по
методу конечных элементов.
Типовые данные, необходимые для общего анализа системы райзера, представлены в Приложении F.
Обобщенное описание общего анализа райзера можно найти в API RP 2RD [2].
B.2
Режимы эксплуатации
B.2.1
Работа с ёлкой
B.2.1.1 Размещение
В процессе размещения и обслуживания секций райзера и натяжной рамы надводной елки следует
уделять внимание конструкционной прочности. Изготовителю следует определить допускаемые значения
волнения моря и перемещения судна, при которых эти работы могут выполняться безопасно. Следует также
определить детальные процедуры, которые дают подробную информацию о внешнем вспомогательном
оборудовании, необходимом для выполнения работ (т.е. расположение тяговых канатов и минимальное
натяжение тяговых устройств, консоли манипуляторов вышки, подъёмные стропы, т.д.).
B.2.1.2 Спуск и подъём
Спуск и подъём обычно включают в себя следующую последовательность операций:

спуск через зону периодического смачивания;

промежуточные фазы в процессе спуска;

посадка на устьевое оборудование.
Спуск блока аварийной расстыковки, нижнего узла райзера и ёлки, подвешенной на райзере, через зону
периодического смачивания и на промежуточные глубины воды может рассматриваться как особый случай
подвески райзера. Вопросы, вызывающие обеспокоенность, обычно связаны с ударом о судно (т.е. буровая шахта
и крепление понтона) и допустимыми нагрузками на райзер. Следует уделить внимание как можно более
быстрому спуску блока аварийной расстыковки, нижнего узла райзера и компоновки ёлки за счет спуска
предварительно собранных соединений райзера. Маятниковые перемещения буровой шахты также могут быть
ограничены за счет спуска компоновки с использованием направляющей системы шахты. Эксплуатационные
ограничения для этих рабочих фаз следует обычно определять в зависимости от высоты волны, периода волн и
профиля скоростей течения.
В процессе спуска и до установки колонны райзера обычной практикой для ремонтного судна является
смещение в сторону от рабочей зоны, с соблюдением мер предосторожности на случай потери колонны райзера.
Смещение вниз по направлению преобладающего течения минимизирует посадочный угол райзера. Следует
установить типовые эксплуатационные ограничения в отношении следующих параметров:

максимальная скорость посадки;

максимальные смещения судна;

максимальный период повторяемости течения;

максимальное волнение моря;

максимальные значения веса посадки (т.е. минимальное натяжение или максимальное сжатие
конца райзера);
138

ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
максимальные посадочные и соединительные углы.
После посадки и соединения следует по возможности быстро увеличить натяжение райзера до заданного
рабочего натяжения.
B.2.1.3 Присоединенные условия
Для присоединенных условий при работе с ёлкой (режимы нормальной работы и при закрытой
скважине), обычной практикой является представление эксплуатационных ограничений в виде областей рабочих
режимов, которые являются функцией смещения судна и высоты волны. Области рабочих режимов следует
определять для реальных комбинаций условий течения, гидрометеорологических условий и условий флюида в
райзере. К факторам, которые могли бы повлиять на области рабочих режимов, относятся следующие:

допустимые уровни нагружения для режима эксплуатации;

условия внутреннего флюида, давление, масса

натяжение райзера;

расстояние до конструкций судна (буровая шахта, крепление понтона и т.д.);

профиль течения;

глубина воды;

наклон устьевого оборудования;

ориентация судна и перемещения.
внутреннего флюида и инструментальных
колонн;
B.2.1.4 Отсоединение
Отсоединение райзера может быть запланированным или аварийным. Для запланированных
отсоединений следует уделять внимание

минимизации натяжения райзера для предупреждения обратного отскока райзера, повреждения
райзера и судна;

смещению судна, которое позволит минимизировать угол наклона райзера перед отсоединением
и, после отсоединения, направить перемещение судна от прилегающих конструкций;

после отсоединения, колонну райзера следует поднять для предупреждения соударения с
подводными конструкциями и морским дном.
Операционные ограничения для планового отсоединения обычно такие же, как и для посадки райзера.
Для аварийного отсоединения, рекомендуется выполнять следующую последовательность аварийного
отключения системы управления ремонтом скважин и быстрого отсоединения:

полное отключение всего технологического оборудования;

закрытие всей подводной арматуры и арматуры райзера;

отсоединение соединителя блока аварийной расстыковки.
Функциональные моментные-растягивающие-освобождающие угловые возможности соединителя блока
аварийной расстыковки могут ограничивать операции отсоединения. После аварийного отсоединения следует
полностью проконтролировать райзер. Изготовителю следует указать тип и объём контроля.
B.2.1.5 Подвешивание
Когда райзер находится в подвешенном состоянии, смещение судна обычно не является определяющим
параметром. Обращается внимание на допустимые нагрузки и удары о судно. Эксплуатационные ограничения
для условий подвешивания обычно представляются в форме областей рабочих режимов, которые являются
функцией высоты и периода волны. При определении допустимых условий волнения моря, рекомендуется
рассматривать следующее:

длина подвешенного райзера;

метод подвешивания (т.е. свободное подвешивание с роторного спайдера или удерживание от
вращения с помощью штроп элеватора натяжной рамы надводной елки);

ориентация судна и перемещения;

свободные или натянутые направляющие канаты, или без направляющих канатов.
139
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
B.2.1.6 Область рабочих режимов
Полезной формой представления результатов анализа райзера являются эксплуатационные ограничения
(диапазон рабочих режимов), которые персоналу следует учитывать и использовать при поддержании райзера
C/WO в пределах его параметров при морском применении. Проектировщику следует определять
эксплуатационные ограничения райзера, которые могут быть представлены в виде графиков характерных высот
волны относительно смещения судна от наставки устьевого оборудования. Типовая диаграмма для соединенного
райзера C/WO показана на Рисунке B.1, которая представляет диапазон допустимых смещений судна для
совокупности эксплуатационных условий. Значения ниже кривой представляют безопасную эксплуатацию; т.е.
режимы отказов учтены. За пределами кривой влияние нагрузок, действующих на райзер, может привести к
превышению пределов прочности и длины хода, и рассмотрению необходимости выполнения операции
восстановления или отсоединения. Кривая представляет диапазон показательных высот волны, периоды
амплитудного спектра и условия смещения судна, которые могут легко контролироваться. Отдельная кривая
создается для отдельной комбинации судна, глубины воды, профиля скоростей течения, верхнего натяжения,
плотности внутреннего флюида и внешнего проектного давления.
Для оперативной информации, показанной на Рисунке B.1, использовались функциональные параметры
и данные об окружающей среде. Для обеспечения безопасности эксплуатации эти параметры следует
контролировать. Эти параметры могут контролироваться прямо или косвенно. При определении
эксплуатационных ограничений следует принимать во внимание метод контроля и точность измерения этих
параметров. Эксплуатационные пределы, основанные на прямом контроле данных окружающей среды
(например, высота волны, течение и смещение), менее ограничительны, чем непрямой контроль (например,
вертикальная, килевая, бортовая качка и т.п.).
Эксплуатационные ограничения райзера в присоединённом режиме зависят от таких ограничивающих
факторов, как прочность, ход райзера, зазор райзера, максимально допустимый угол для расстыковки блока
аварийной расстыковки и смещение судна. Эксплуатационные ограничения следует определять для каждого из
этих факторов. Общий диапазон рабочих режимов райзера, показанный на Рисунке B.1, является результатом
учета комбинированного влияния всех ограничивающих факторов. Например, на Рисунке B.1 показаны
критические ограничивающие факторы, к которым относятся ограничение хода компенсатора качки верхнего
привода и угол отсоединения EDP.
Анализ установки часто включает в себя оценку пределов прочности и зазора райзера/буровой шахты, а
также требований к позиционированию судна при посадке у морского дна. Следует контролировать различные
высотные отметки. В процессе установки следует учитывать все условия, например, свинчивание соединителя в
процессе спуска с подвешенным на полу буровой райзером, и опускание райзера (смоделированное с боковым
ограничением у пола боровой, но свободным для вращения).
В штормовых условиях или после аварийного отсоединения, блок аварийной расстыковкиможет быть
отведен в сторону от подводной компоновки и судно смещено с позиции. При подвешивании райзер может
удерживаться от вращения у пола буровой или быть свободным (т.е. карданно подвешенный спайдер или
специальная конструкция для подвешивания).
Расположение: Месторождение ..................
Судно: Наименование судна .......................
Райзер: Обозначение ....................................
Режим: Работа с ёлкой .................................
Верхняя конфигурация: Натяжная рама.
Верхнее натяжение:
Компенсатор качки: ........... кН (фунт-сила)
Натяжное кольцо: .............. кН (фунт-сила)
Нижнее натяжение:
Низ EDP: ............................. кН (фунт-сила)
Давление: ...................... МПа (фунт/дюйм2)
Плотность флюида: ............................... s.g.
Направление волн: Встречное ....................
Tp диапазон: 90 % доверительного интервала
Течение: .. годовой период повторяемости
Направление течения: Встречное ...............
Наклон устьевого оборудования: °
Обозначение
140
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
X
статическое смещение судна, Lso, от надставки устьевого оборудования, измеренное в
процентах от глубины воды, положительное в направлении течения
Y
показательная высота волны, Hs
1
предел прочности: случайный
2
предел прочности: экстремальный
3
предел прочности: нормальный
4
предел хода: компенсатор качки
5
угловое ограничение EDP: выше по течению
6
угловое ограничение EDP: по течению
a
Опасная рабочая зона.
б
Безопасная рабочая зона.
Рисунок B.1 — Типовая область рабочих режимов (диапазон). Работа с ёлкой
B.2.2
Режим трубодержателя
B.2.2.1 Спуск/подъём и посадка
Следует рассматривать спуск/подъём и посадку следующих компоновок:
а)
вертикальная ёлка:

для заглушенной скважины, насосно-компрессорной колонны, трубодержателя, инструмента для
спуска трубодержателя, переходного соединения BOP, райзера для заканчивания скважины,

для скважины под давлением, насосно-компрессорной колонны, трубодержателя, инструмента
для спуска трубодержателя, переходного соединения BOP/подводной испытательной ёлки, удерживающей
арматуры, райзера для заканчивания скважины
б)
горизонтальная ёлка:

насосно-компрессорная колонна, трубодержатель, инструмент для спуска трубодержателя,
подводная испытательная ёлка, удерживающая арматура, райзер для заканчивания скважины.
Для предупреждения повреждения компонентов посадочной колонны обычной практикой является:

подгонять длину райзерной колонны таким образом, чтобы трубодержатель был выше нижнего
шарнирного узла бурового райзера при свинчивании последней компоновки (т.е. скользящей муфты и надводной
ёлки);

устанавливать трубодержатель в BOP одной операцией.
Для соответствия этим требованиям необходимо иметь на вышке достаточную высоту подъёма. Как
можно увидеть на Рисунке B.2, требуемая высота подъёма является функцией высоты BOP, требуемого
выдвижения после установки, в дополнение к другим факторам, перечисленным в Таблице B.1.
Операционные ограничения следует определять для каждой спускаемой компоновки. Операционные
ограничения обычно задаются с помощью допустимых углов верхнего и нижнего шарового/гибкого соединения
райзера. Наиболее критичным обычно является прохождение в блоке компонентов с наиболее высокой
жёсткостью на изгиб.
При прохождении через нижнее шаровое/шарнирное соединение следует учитывать относительную
жёсткость компонентов райзера для заканчивания скважины и бурового райзера. Следует подготовить
руководство оператора, касающееся ожидаемых углов шарового/гибкого соединения до входа и в процессе
прохождения наиболее жёстких элементов через нижнее шаровое/шарнирное соединение. В дополнение к этому,
в руководстве по эксплуатации следует дать последовательности и требования к инспекционному контролю
после превышения допустимых углов.
После определения допустимых углов шарового/гибкого соединения рекомендуется рассмотреть
следующее:

райзером;
относительную жёсткость на изгиб между райзером для заканчивания скважины и буровым
141
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

внутренний зазор между компонентами райзера для заканчивания скважины и буровым
райзером, включая все принадлежности, закрепленные на райзере для заканчивания скважины (т.е. хомуты
шлангокабеля, хомуты труб в кольцевом пространстве, скользящие обсадные трубы и т.д.);

высотную отметку нижнего шарового/гибкого соединения над уровнем устьевого оборудования;

высотную отметку верхнего шарового/гибкого соединения под полом буровой.
Ограничения обычно следует задавать как следующее:
142
а)
допустимые углы нижнего и верхнего шаровых/шарнирных узлов;
б)
скорость посадки;
в)
минимальное и максимальное растяжение, включая повышенное натяжение.
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
1
2
3
4
5
штропы
элеватор
рама натяжения
переводник
вертлюг
a
6
секция
скольжения
7
короткий
патрубок
8
пол буровой
9
буровой райзер
10
посадочная
колонна
11
12
13
14
15
трубодержатель
гибкое соединение
BOP
эксплуатационная насосно-компрессорная колонна
устье скважины
См. Таблицу B.1.
Рисунок B.2 — Параметры хода посадки и высоты подъёма
Таблица B.1 — Параметры хода посадки и высоты подъёма (см. Рисунок B.2)
Параметр
Размер
Высота надводной ёлки и натяжной рамы надводной ёлки или
компоновки штроп
A
Номинальное выдвижение после посадки
B
Высота подвешивания секции райзера
C
Ход посадки (расстояние от упорного торца трубодержателя устьевого
оборудования до нижней части подвешенного трубодержателя)
D
Зазор между трубодержателем и гибким соединением для учета
вертикальной качки судна и неопределенности положения
E
Минимальная требуемая подъёмная высота на буровой вышке
A + B + D + зазор для
манипулирования
B.2.2.2 Присоединенный
Для соединенных условий в режиме трубодержателя эксплуатационные ограничения обычно
представляются в виде допустимых углов бурового райзера и нижнего шарового/гибкого соединения.
Ограничения по сносу судна и высоте волны обычно не относятся к компетенции изготовителя райзера C/WO. К
факторам, которые могут влиять на допустимые углы верхнего и нижнего шарового/гибкого соединения,
относятся следующие:

допустимые уровни нагрузок для режима эксплуатации;

условия внутреннего флюида, давление, масса внутреннего флюида и инструментальных

натяжение райзера.
колонн;
При определении допустимых углов шарового/гибкого соединения следует рассматривать:
а)
райзером;
относительную жёсткость на изгиб между райзером для заканчивания скважины и буровым
б)
внутренний зазор между райзером для заканчивания скважины и буровым райзером, включая
все принадлежности, закрепленные на райзере для заканчивания скважины (т.е. хомуты шлангокабеля, хомуты
труб в кольцевом пространстве, скользящие обсадные трубы и т.д.);
в)
высотную отметку нижнего шарового/гибкого соединения над уровнем устья скважины;
г)
высотную отметку верхнего шарового/гибкого соединения под полом буровой.
При определении допустимых углов шарового/гибкого соединения важно рассматривать буровой райзер
/BOP и райзер C/WO как систему. Допустимые углы для одной конфигурации не обязательно будут применимы
для другой.
B.2.2.3 Повышенное натяжение для извлечения насосно-компрессорной колонны
Как минимум, следует определить ограничения в виде допустимого угла шарового/гибкого соединения.
Минимальное натяжение на трубодержателе следует принять равным весу насосно-компрессорной колонны и
143
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
дополнительному усилию на преодоление сил трения. Увеличение растягивающей нагрузки обычно приводит к
уменьшению допустимых углов.
B.2.2.4 Эксплуатационные ограничения
Операционные ограничения для режима трубодержателя могут зависеть от тех же факторов что и для
открытого моря. Может быть выполнен анализ для определения предельных поворотов гибких соединений для
рабочего положения, условий натяжения и спуска (зазор).
Ограничения, представленные на Рисунке B.3, являются локальными только для системы C/WO.
Расположение:
Месторождение ..............
Судно:
Название судна ...............
Райзер:
Обозначение ...................
Режим:
Трубодержатель .............
ID морского райзера:
........................ м (дюйм)
BOP ID:
........................ м (дюйм)
Наклон устья скважины:
....................................... °
Обозначение
X
угол нижнего гибкого соединенияθ F, выраженный в градусах
Y
эффективное натяжение райзера C/WO, Te, относительно трубодержателя, выраженное в
килоньютонах
1
повышенное натяжение для освобождения прихваченной насосно-компрессорной колонны
2
спуск/извлечение
3
подводной закрытие
4
нормальная эксплуатация
Рисунок B.3 — Типовые эксплуатационные ограничения райзера C/WO. Режим трубодержателя
Локальные эксплуатационные ограничения райзера C/WO в комбинации с эксплуатационными
условиями морского райзера приводит к общим эксплуатационным ограничениям, при которых могут
учитываться несущие способности BOP, устья скважины, подводной ёлки и кондуктора. Важно отметить, что
несущая способность некоторых их этих компонентов зависит от влияния концевых заглушек. Комбинация
вышесказанного приводит к контролю общего ограничения, как показано на Рисунке B.4. В этом примере, общее
нагружение, основанное на операциях с райзером C/WO, не превышает общих несущих способностей.
144
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Расположение:
Месторождение ...........................
Судно: Название судна ...............
Райзер: Обозначение ...................
Режим: Трубодержатель .............
Тип соединителя BOP: ................
Тип соединителя ёлки: ................
Тип устья скважины: ...................
Размер кондуктора: ..... м (дюйм)
Натяжение райзера: ... кН (фунтсила)
Высота блока BOP, L2: м (дюйм)
Наклон устья скважины: ........... °
Обозначение
X
угол нижнего гибкого соединенияθ F, выраженный в градусах
Y
изгибающий момент, M bm, выраженный в килоньютонах·метрах
1
несущая способность устьевого оборудования
2
несущая способность соединителя устья скважины
3
избыточное натяжение
4
спуск
5
закрытие
6
нормальная эксплуатация
Рисунок B.4 — Типовой контроль общих ограничений ― Режим трубодержателя
Общий изгибающий момент, действующий ниже нижнего морского гибкого соединения, MG,
возникающий от райзера C/WO и морского райзера, может быть определен по Уравнению (B.1). В этом
примере, общий изгибающий момент определяется на соединителе устья скважины.
M G  V sh  L 2    wBOP   2   T v   1    G   dev   K F   M f
(B.1)
где
Vsh  Te,tot  sin  G   Vse
(B.2)
где
Vsh
общее срезающее усилие, действующее на гибком соединении;
L2
высота от БАЗОВОЙ ТОЧКИ, устья скважины, до оси гибкого соединения; см. Рисунок F.2;
wBOP вес в погружённом состоянии BOP и LMRP, включая содержание проходного канала;
145
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
g
ускорение свободного падения;
δ2
расстояние по горизонтали от центра тяжести BOP до интересующей точки;
Tv
вертикальный компонент натяжения Te,tot;
δ1
расстояние по горизонтали между гибким соединением и интересующей точкой;
θG
общий угол гибкого соединения относительно общей вертикальной оси; см. Рисунок B.5;
θdev
угол отклонения вертикальной оси BOP и корпуса высокого давления устьевого оборудования,
относительно общей вертикальной оси, см. Рисунок B.5;
KF
Te,tot
соединении;
Mf
жёсткость по отношению к поворотам гибкого соединения;
общее эффективное натяжение от морского райзера и райзера C/WO, действующее на гибком
изгибающий момент, необходимый для изгиба райзера C/WO;
Vse
срезающее усилие, действующее на гибком соединении из-за нагрузок от окружающей среды на
морском райзере и BOP.
Обозначение
146
1
вертикальная общая линия через соединитель устья скважины
2
BOP
3
соединитель устья скважины
4
корпус высокого давления устьевого оборудования
5
кондуктор
6
отклоненная вертикальная ось BOP и корпуса высокого давления устьевого оборудования
7
морское дно
8
боковая жесткость грунта
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Рисунок B.5 — Общий контроль предельного изгибающего момента на устье скважины ―
Режим трубодержателя
B.3
Общий анализ райзера
B.3.1
Особенности анализа райзера
Общий анализ райзера обычно используется для прогнозирования общего поведения райзера в
проектных условиях, определения требований к верхнему натяжению и воздействию экстремальных
(эксплуатационных ограничений) и усталостных нагрузок на компоненты райзера.
Общий анализ предназначен для верификации рабочего проекта, определения эксплуатационных
ограничений, оценки сроков службы при знакопеременных нагрузках и определения экстремальных/усталостных
проектных нагрузок на сопряжениях. В общий анализ обычно включаются следующие действия:
а)
анализ отдельных труб и проверка на соответствующие режимы разрушения;
б)
определение проектных нагрузок для отдельных компонентов (экстремальные и усталостные);
компоненты включают муфты, силовую секцию, натяжную секцию, секцию скольжения (противоизносную
секцию) и т.д.;
в)
оптимизация прикладываемого натяжения для достижения допустимых условий нагружения;
оценка необходимости сил плавучести;
г)
оценка зазора райзера, например, райзер-судно, райзер-морское дно, надводное оборудованиепалуба/спайдер;
д)
оценка перемещений и поворотов, например, верхний ход райзера, углы гибкого/шарового
соединения;
е)
определение вибрации, вызванной вихреобразованием, и оценка необходимости мониторинга и
инспекции, если райзер подвергается вибрации, вызванной вихреобразованием, которая в процессе эксплуатации
может быть разрушительной. Следует оценить необходимость увеличения верхнего натяжения и/или
использования устройств гашения.
Некоторые основные параметры проектирования и анализа для систем райзера C/WO показаны на
Рисунке B.6.
Следует подготовить процедуры эксплуатации райзера для всех фаз эксплуатации райзера. Следует
включить граничные условия, выявленные при анализе райзера, и ограничения для компонентов.
B.3.2
Натяжение райзера
B.3.2.1 Эффективное натяжение
Нагружение из-за воздействия на сечение трубы внешнего и внутреннего давления обычно учитывается
с помощью понятия эффективного натяжения/веса:
T e  T w  p int  Aint     p o  Ao 
 T w  p int  Aint  p o  Ao
 Tw 
(B.3)
 
2
 p int   D o  2  t   p o  D o2 


4 
w e  wp  Aint   int  g  Ao   o  g

2
 wp   g    int   D o  2  t   p o  D o2 



4
(B.4)
где
Te
эффективное натяжение в трубе;
Tw
действительно натяжение стенки;
pint
внутреннее давление в базовой точке;
Aint
внутренняя площадь поперечного сечения трубы;
147
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
po
внешнее давление в базовой точке;
Ao
внешняя площадь поперечного сечения трубы, создающая плавучесть в случае погружения;
Do
заданный или номинальный наружный диаметр;
t
толщина стенки трубы;
we
эффективный (кажущийся) вес;
wp
вес трубы на воздухе (сухой);
g
ускорение свободного падения;
int
плотность внутреннего флюида;
o
плотность морской воды.
Эффективным натяжением является осевая сила (осевое напряжение, умноженное на площадь
поперечного сечения трубы), уточненное с учетом воздействия внутреннего и наружного давления флюида.
Физический смысл эффективного натяжения может быть обобщен следующим образом:

геометрическая жесткость, которая определяется эффективным натяжением. Это означает, что
эффективным натяжением является общим определяющим параметром жесткости для подавляющего
большинства гибких конструкций;

общая стабильность (продольная устойчивость колонны) райзера, которая определяется
эффективным натяжением.
Эффективное натяжение является осевым натяжением, которое рассчитывается в любой точке вдоль
райзера, рассматривая только верхнее натяжение и кажущийся вес райзера и его содержимого. Эффективное
натяжение может также рассматриваться как натяжение в трубе без учета влияния давления.
B.3.2.2 Верхнее натяжение
Для предупреждения общей потери продольной устойчивости райзера обычно требуется установка
параметра минимального усилия натяжения. Значение параметра натяжения обычно следует принимать
достаточно высоким, чтобы эффективное натяжение было положительным во всех частях райзера, даже в случае
отказа устройства натяжения. В большинстве случаев, минимальное эффективное натяжение создается в нижней
части райзера. Соединитель внизу силовой секции используется здесь как контрольная точка.
Начальное минимальное общее верхнее натяжение может определяться в соответствии с требованиями,
приведенными в API RP 16Q [8]. Низкое или даже отрицательное эффективное натяжение в части райзера не
подразумевает нестабильность райзера, а также не приводит к немедленной потере продольной устойчивости
райзера по Эйлеру. Прямым следствием низкого или отрицательного эффективного натяжения является низкая
боковая жесткость, результаты которой с достаточной точностью оцениваются при стандартном общем анализе
райзера, если принимаются во внимание изменения эффективного натяжения. Возникающее эффективное сжатие
следует с достаточной точностью показать для трубных секций райзера и компонентов; см. Раздел 6.
Натяжением буровой лебедки обычно следует с небольшим запасом балансировать вес выше натяжного
кольца, т.е. почти нулевое эффективное натяжение выше натяжного кольца. Тем не менее, в некоторых системах
райзера повышение эксплуатационных характеристик может быть достигнуто при оптимизации распределения
натяжения между натяжным устройством райзера и буровой лебедкой. Важно отметить, что это подразумевает
увеличение натяжения на буровой лебедке выше минимума, заданного выше.
148
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Рисунок B.6 — Основные параметры, используемые при проектировании и анализе систем
райзера C/WO
149
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
1
перемещения установки из-за волнового 13
внешнее давление
движения первого порядка
14
силовая секция
2
натяжение буровой лебедки и ход
15
подводное оборудование
3
надводное оборудование
16
сжатие грунта
4
давление на поверхности (штуцер или
17
инструмент
буровой насос)
18
жесткость на изгиб
5
секция скольжения
кондуктора
6
пол буровой установки
19
до
7
шкивы устройства натяжения
20
после
8
натяжения от устройства натяжения и ход 21
зона волнения
9
натяжная секция
22
зона сдвига
10
наружный диаметр
23
демпфирующая зона
11
секции райзера
12
жесткость на изгиб
Fw,c
силы течения и
волн
g
сила тяжести
Te
эффективное
натяжение
Vw
скорость волны
Vc
скорость течения
Lso
смещение судна (+)
Рисунок B.6 — Основные параметры, используемые при проектировании и анализе систем
райзера C/WO (продолжение)
B.3.3
Примеры конструкционных моделей
B.3.3.1 Работы в открытом море
Типовые модели анализа систем райзера C/WO для работ в открытом море показаны на Рисунке B.7.
В процессе спуска, райзер поочерёдно будет удерживаться на вышке в клиньях/карданном шарнире на
полу буровой или в спайдере на посадочных блоках. Верхнее натяжение на буровой лебедке будет увеличиваться
по мере увеличения спускаемой длины. Клинья могут моделироваться как жесткие, см. Рисунок B.7. Если райзер
подвешивается с помощью карданного шарнира, то может использоваться шарнирно закрепленная опора. При
анализе спуска следует рассматривать различные значения длины погруженного райзера.
Посадка райзера предусматривает рассмотрение критериев скорости посадки и максимального угла
соединения. Для осуществления закрепления требуется минимальный вес посадки. Это локальное отрицательное
эффективное натяжение уменьшит стабильность райзера.
В соединенном режиме, в настоящем примере модель райзера закрепляется со всеми степенями свободы
у морского дна (жесткое устье скважины и грунт). Перемещения судна обычно передаются к системе райзера на
верхних блоках лебедки, полу буровой (роторном столе) и заделках натягивающих тросов (шкивах).
В процессе раскрепления райзера, прикладываемое натяжение уменьшается для удовлетворения
критерия максимального натяжения. Дополнительно, для угла раскрепления соединителя не следует превышать
критерий максимального угла.
Отсоединенный райзер может подвешиваться на крюке, спайдере или специально предусмотренной
балочной конструкции. При подвешивании в штормовых условиях могут использоваться специальные системы
подвешивания, которые обеспечивают осевую и боковую опору, см. Рисунок B.7.
150
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
a) Спускаемый райзер
в) Соединенный
б) Посадка
г) Отсоединенный
д) Подвешенный
Обозначение
1
2
3
4
5
клинья/спайдер
пол буровой вышки
силовая секция
блок аварийной расстыковки
нижний узел райзера
6
подводная ёлка
7
устье скважины
8
верхний привод
9
боковая опора
10
оборудование
натяжения
11
12
13
опора
рамы14
15
секция скольжения
натяжная секция
шарнирно
закрепленная
фиксированная опора
втулка подвешивания
Рисунок B.7 — Типовые модели райзера C/WO при анализе методом конечных элементов. Работы
в открытом море
151
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
B.3.3.2 Работы внутри бурового райзера
Типовые модели анализа системы райзера C/WO для работы внутри бурового райзера показаны на
Рисунке B.8. При работе с райзером внутри бурового райзера, райзер может анализироваться с использованием
псевдостатического приближения, включая углы гибкого соединения и шарового соединения бурового райзера в
дополнение к влиянию эффективного натяжения и нагрузок от давления в райзере C/WO. Заданные углы
гибкого/шарового соединения бурового райзера из-за контактных нагрузок могут создавать изгибающие
моменты в райзере C/WO.
Следует моделировать как временные, так и соединенные условия. Во всех случаях, анализ может быть
описан как изгибающий момент с контролируемым перемещением, где степень перемещения является функцией
угла шарового/гибкого соединения, зазоров между райзером (включая хомуты шлангокабеля и т.д.) и морским
райзером/BOP и ограничений райзера. Важно включать в модели влияние геометрической жесткости на
реакцию изгибающего момента. Осевую и изгибающую жесткость следует определять на основе номинальных
размеров.
B.3.4
Моделирование нагрузок
Если давление и функциональные нагрузки могут быть рассмотрены статистическими методами
анализа, то нагрузки от окружающей среды (движения волн и судна) требуют динамического анализа.
Инерционные и демпфирующие нагрузки являются важными, если частоты установившихся нагрузок близки
частотам собственных колебаний или если возникают нагрузки в переходном процессе (рассоединение). Райзеры
обычно имеют частоту собственных колебаний ниже или выше частотных нагрузок от воздействия волн.
Следует отметить, что значения внешнего и внутреннего давления в трубных элементах обычно учитываются
при анализе концепцией эффективного натяжения (см. B.3.2) и обычно включаются в последующую обработку
влияния нагрузок.
Модель гидродинамических нагрузок дает нагрузку, возникающую на райзере от относительной
скорости и ускорения частиц морской воды, окружающей райзер. Гидродинамическое нагружение гибких
конструкций может быть выражено формулой Морисона (Morison) в виде относительных скоростей флюидконструкция и ускорений.
Коэффициенты сопротивления и инерционные коэффициенты, используемые в формулах Морисона,
являются эмпирическими коэффициентами, которые могут быть получены экспериментально или при
численном моделировании. Гидродинамические коэффициенты зависят от определенного количества
параметров, например, формы тела, числа Рейнольдса, числа Кеулеган Карпенте (Keulegan Carpenter),
относительной шероховатости и т.д., и их обязательно следует рассматривать как изменяющиеся во времени
вдоль элемента. На практике, это делает гидродинамические расчеты затруднительными, и в анализе райзера
обычно используется постоянное значение. Это вводит существенный источник неопределенности в точность
результатов.
При анализе райзера C/WO коэффициент инерции обычно принимается равным 2,0, а коэффициент
сопротивления изменяется в пределах между 0,8 и 1,0. Коэффициенты сопротивления относятся к диаметру
сопротивления, который является максимальным проектным диаметром. Коэффициент инерции относится к
общему объёму конструкции райзера. Отметим, что пучки труб и закрепленные внешние трубопроводы имеют
различные диаметры сопротивления и плавучести, так как силы сопротивления линейно зависят от диаметра
сопротивления, а силы инерции зависят от квадрата диаметра плавучести. Рекомендуется проведение
исследований чувствительности для определения влияния выбранных коэффициентов на результаты общего
анализа. Следует также рассматривать потенциальное влияние на гидродинамические коэффициенты вибрации,
вызванной вихреобразованием, т.е. увеличенные коэффициенты сопротивления от вибрации, вызванной
вихреобразованием.
ПРИМЕЧАНИЕ
Использование формул Морисона для определения гидродинамических нагрузок отражает существующую
практику, тем не менее, не исключаются новые аналитические модели.
152
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
A
спуск: посадочная колонна через шаровое соединение
Б
спуск: подвешивание райзера в процессе свинчивания
В
спуск: посадочная колонна через гибкое соединение
Г
соединенный
Д
отсоединенный
1
посадочная колонна
2
насосно-компрессорная колонна
3
клинья/спайдер
4
хомут шлангокабеля
Lc
зазор
Рисунок B.8 — Типовая модель FEM райзера C/WO ― Работы внутри бурового райзера
153
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
B.3.5
Методы динамического анализа
Обзор обычно используемых методов конечных элементов для динамического анализа приведен в
Таблице B.2. Учет нелинейности является отличительной особенностью среди доступных методов анализа.
Анализ данных, изменяющихся во времени, является основным методом анализа для прогнозирования
экстремальной реакции. Типовое применение основных методов для динамического анализа показано в
Таблице B.3. Подробное сравнение различных методов для оценки экстремальных реакций райзеров с верхним
натяжением представлено в Rooney и др. [33].
Таблица B.2 — Обзор методов конечных элементов для общего анализа
Нелинейности
Метод
Нагрузки от
окружающей среды
Специальные нагрузки
Конструкция
Нелинейный временной
интервал
Нагружение Морисона
Интеграция
фактического
поверхностного подъёма
Столкновение /
взаимодействие с
другими гибкими
конструкциями
Геометрическая
жесткость
Нелинейный материал
NA
Линеаризация при
положении статического
равновесия
NA
Линеаризация при
положении статического
равновесия
Линейный временной
интервал
Частотный интервал
Линеаризация при
положении статического
равновесия
(стохастическая
линеаризация)
Таблица B.3 — Типовые методы анализа в зависимости от условий применения
Метод
Нелинейный временной
интервал
Типовые условия применения
Анализ влияния экстремальных нагрузок систем со значительной
нелинейностью, в частности, податливых конфигураций, подверженных
трехразмерному возбуждению.
Специальный усталостный анализ для систем или частей систем с ярко
выраженными характеристиками нелинейного нагружения.
Верификация/валидация упрощенных методов (например, линейный
временной интервал, частотный интервал).
Линейный временной интервал Экстремальный анализ систем с небольшой/средней конструкционной
нелинейностью и со значительным нелинейным гидродинамическим
нагружением (например, райзеров с верхним натяжением).
Частотный интервал
Усталостный анализ систем с небольшой/средней нелинейностью.
Влияние гидродинамических нагрузок из-за перемещений судна и позиционирования, волн и течения
могут определяться из
154

анализа данных, изменяющихся во времени,

анализа расчетных волн с полным анализом динамических реакций,

нелинейного стохастического динамического анализа во временном интервале,

линейного стохастического динамического анализа во временном интервале,

анализа в частотном интервале.
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Приложение С
(информативное)
Анализ и оценка на усталость
С.1
Введение
С.1.1
Цель
В Приложении C представлены рекомендации по проектированию и анализу стальных компонентов
райзера C/WO, подверженных влияниям циклических нагрузок, для предупреждения усталостного разрушения.
Это выполняется для обеспечения необходимых значений расчетной усталостной долговечности компонентов.
Рассчитанные значения усталостной долговечности также являются основой для эффективных инспекционных
программ в процессе изготовления и во время эксплуатации райзера C/WO.
С.1.2
Допущения
Процедура оценки допускает, что райзер C/WO был спроектирован и собран в соответствии со всеми
другими требованиями настоящей части ISO 13628.
Для обеспечения того, что райзер C/WO будет выполнять свои предусмотренные функции, следует
проводить оценку на усталость во всех местах, где имеется риск зарождения усталостной трещины.
Для всех участков или компонентов, которые являются критическими с точки зрения усталости, следует
обеспечивать доступность для визуального контроля и NDT или возможность замены.
С.1.3
Ограничения
Приведенные рекомендации неприменимы для малоцикловой усталости, при которой размах
напряжений выходит за пределы упругости материала или для эксплуатации при повышенных температурах в
диапазоне ползучести.
Рассматривается только влияние усталостных нагрузок от воздействия окружающей среды.
С.1.4
Методы оценки усталости
Оценка усталости может выполняться следующим образом:

методы, основанные на усталостных испытаниях (кривые S-N для соединений нормальной
прочности) и оценке накопления повреждения (метод Пальмгрена-Майнера (Palmgren-Miner));

методы, основанные на механике разрушения (прогнозирование развития усталостных трещин
компонентов с трещинами);

прямой экспериментальный метод с усталостным испытанием компонентов.
Проектный усталостный анализ следует, в целом, основывать на данных S-N, определенных с помощью
усталостного испытания репрезентативного компонента и гипотезы линейного повреждения (ПальмгренМайнер). Метод S-N усталостного анализа является основным проектным инструментом, который используется
для оценки сопротивления усталости райзеров C/WO, из-за его простоты и эффективности.
При необходимости, усталостный анализ может, в качестве альтернативы, основываться или
дополняться оценкой усталости, основанной на механике разрушения. Это может иметь место, если необходимо
оценить остаточную долговечность компонента с трещиной или если при NDT в процессе эксплуатации
необходимо оценить пределы обнаружения трещин.
Если отсутствуют представительные данные сопротивления усталости, то следует применять прямой
экспериментальный метод усталостного испытания компонентов. Это может иметь место в случаях, когда
ограничениями для данных по сопротивлению усталости являются температура, прочность материала и флюид,
который воздействует на материал.
155
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
С.1.5
Процедура оценки усталости
Сопротивление усталости, в целом, представляется кривыми S-N, т.е. как размах напряжений, S,
относительно количества циклов до разрушения, N. Если распределение размаха длительных напряжений
выразить в виде гистограммы напряжений, содержащей достаточное количество постоянных размахов
напряжений, Si, в блоках k, каждый с числом ni , повторений напряжений (см. Рисунок C.1), критерий усталости
определяется по Уравнению (C.1):
(C.1)
где
DF
DSN
Майнеру;
m
a
коэффициент безопасности на усталость;
накопленное длительное усталостное повреждение или степень повреждения по Пальмгренотрицательный обратный наклон кривой S-N;
нормативное сопротивление усталости или пересечение расчетной кривой S-N с осью log N.
Обозначение
Si
размах напряжений в столбике гистограммы (блоке) i
i
k
Ni
суммирующий индекс, указывающий номер столбика гистограммы (блока)
общее количество столбиков гистограммы (блоков) размаха напряжений
количество циклов до разрушения при постоянном размахе напряжений, Si, блока напряжений i
ni
количество событий в столбике гистограммы амплитуды напряжений i
1
экспериментальная кривая S-N
Рисунок C.1 — Иллюстрация повреждения по Майнеру, возникающего для столбика гистограммы
(блока) i размаха напряжений
Для расчета напряжений, соответствующих кривой S-N, размахи номинальных или поверхностных
напряжений трубы райзера должны быть умножены на соответствующий SCF. Дальше размах напряжений
изменяется в соответствии с толщиной или размерным корректирующим коэффициентом таким образом, чтобы
изменить расчетную кривую S-N для толщины больше чем стандартная толщина. Это означает, что
сопротивление усталости уменьшается с увеличением толщины больше стандартной толщины.
Общий анализ влияния динамических нагрузок служит основой для расчетов усталостных повреждений
для райзера, подверженного воздействию частотных волн и низкочастотных нагрузок. Этот анализ устанавливает
распределение размаха номинальных напряжений в определенном количестве кратковременных условий
окружающей среды (состояний моря) в волновой диаграмме разброса. Влияние низкочастотных волновых
нагрузок может быть получено с помощью общего статического или динамического анализа райзера с
использованием низкочастотных перемещений судна. Динамический анализ следует выполнять, если имеются
существенное влияние инерционных нагрузок, вызванное низкочастотными перемещениями судна. Влияние
нагрузок, возникающих из-за вибрации, вызванной вихреобразованием, следует получать из результатов анализа
райзера на вибрацию, вызванную вихреобразованием.
После этого, усталостное повреждение может рассчитываться для каждого кратковременного условия с
помощью аналитических формул расчета повреждения для узкополосных режимов напряжений, т.е.
156
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
распределение Рэлея (Rayleigh) для распределения размаха напряжений по Гауссу (Gaussian) или распределение
Вейбулла (Weibull) для распределения размаха напряжений не по Гауссу. Усталостное повреждение для
широкополосной реакции напряжений может рассчитываться с помощью метода подсчета циклов,
полуэмпирических решений или с помощью упрощенных аналитических решений.
В качестве альтернативного подхода для расчета усталостного повреждения для каждого
кратковременного условия окружающей среды распределение продолжительных размахов напряжений может
быть получено с помощью суммарной весовой обработки распределений циклов для различных
кратковременных условий окружающей среды. Результирующее распределение может быть в дальнейшем
приведено к эквивалентному аналитическому распределению типа Вейбулла. Распределение Вейбулла для
продолжительных размахов напряжений может быть использовано для построения гистограммы напряжений.
Распределение Вейбулла и гистограмма напряжений являются удобными формами продолжительных размахов
напряжений для привязки усталостных нагрузок к компонентам, для оценки максимально допустимых SCF или
для оценки роста усталостной трещины.
Типовая последовательность расчета райзера C/WO на усталость показана в Таблице C.1.
Таблица C.1 — Краткое изложение типовой процедуры оценки райзера на усталость
Задача
Определить
усталостное
нагружение.
Определить участки
для оценки.
Определить данные
сопротивления
усталости.
На каждом
рассматриваемом
участке определить
SCF.
Выполнить общий
анализ на усталость.
Комментарий
Основывается на эксплуатационных ограничениях, включая волновую частоту,
влияние низкочастотных нагрузок и возможной вибрации, вызванной
вихреобразованием. Усталостное повреждение, вызванное воздействием волн, обычно
является основным источником для рабочих режимов открытого моря и
трубодержателя (внутри морского райзера).
Неоднородность структуры, сварные соединения, сварные швы крепления анодов,
соединители, болты, ремонты дефектов и т.д.
Классификация соединений (выбор кривой S-N), т.е. несварные, сварные материалы и
материалы, скрепленные болтами. Выбор данных по сопротивлению усталости зависит
от материала и условия эксплуатации (как внутри, так и снаружи). Для сварных
соединений, выбор кривой S-N зависит от геометрии компоновки детали, направления
циклического напряжения, относящегося к детали, метода сборки и контроля детали.
Учитывать корректирующий коэффициент, относящийся к толщине (размеру).
Определение SCF, неучитываемого в кривой S-N для анализируемых участков. SCF
могут определяться по параметрическим уравнениям, детальному анализу методом
конечных элементов или при испытании.
Выполнить общий анализ райзера на усталость для расчета распределения
кратковременных номинальных размахов напряжений для каждого выявленного
участка и среднего напряжения. Распределение кратковременных размахов
напряжений может использоваться для определения амплитуд продолжительных
номинальных напряжений или гистограммы.
Рассчитать накопленное усталостное повреждение от взвешенного кратковременного
усталостного повреждения или продолжительного размаха напряжений.
Выполнить расчеты
усталостных
повреждений.
Дальнейшие действия, Повторить оценку с использованием более точного метода общего анализа райзера.
если участок не
Повторить оценку с использованием более точного анализа напряжений при
проходит оценку.
определении SCF.
Изменить несварную деталь, например, минимизировать напряжение в надрезе
(эллиптический переход может дать более низкое напряжение, чем радиусный переход)
и/или изменить толщину.
Уменьшить эксцентриситет при производстве труб с кольцевым сварным швом,
например, уменьшить допуски на трубу и соединитель.
Улучшить усталостные характеристики с помощью шлифовки кромки лицевой
поверхности шва.
Выполнить анализ механики разрушения.
Улучшенная программа контроля/замены.
157
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Сделать
соответствующие
выводы и подготовить
информацию для
соответствующего
персонала по
изготовлению,
контролю и
эксплуатации.
Требования, протяженность и требования к выявляемости дефектов для NDT в
процессе производства и обслуживания.
Допуски на изготовление/производство, например, контроль и допущения по
несоосности в процессе производства.
Требования к сварке, например, улучшение корня сварного шва (сварка вольфрамовым
электродом в инертном газе) или улучшение кромки лицевой поверхности сварного
шва шлифовкой.
Эксплуатационные требования, например, регистрация, мониторинг и периодичность
контроля/замены.
С.2
Напряжения, подлежащие рассмотрению
С.2.1
Общие положения
Процедура усталостного анализа основывается на допущении, что при определении усталостной
долговечности необходимо рассматривать только размах главных циклических напряжений и среднее
напряжение. Среднее напряжение учитывается коэффициентом уменьшения размаха напряжений, fm. Сторона,
на которой ожидается зарождение трещины, называется критической зоной.
Для труб, подвергаемых воздействию главного (осевого) поверхностного напряжения, Sm, размахи
главных напряжений, S, подлежащие рассмотрению при оценке усталости сварных и несварных компонентов,
представлены в Таблице C.2. В Таблице C.2 также даются значения размаха напряжений, используемые при
оценке усталости болтов.
Таблица C.2 — Напряжения, подлежащие рассмотрению при оценке усталости S-N
Соединение/компонент
Амплитуда напряжений
Комментарий
Сварные соединения
S  S gs  f m  K m  S m
Локальные влияния концентраторов напряжений от
сварки включаются в кривую S-N. в Km следует
включать только геометрические отклонения
труба/соединитель, например, осевую несоосность.
Следует оценивать корень и головку шва на полное
проплавление труб с кольцевыми сварными швами.
Несварные компоненты
S  S notch  f m  K notch  S m
SCF не включается в кривую S-N. Следует
использовать локальный концентратор напряжений
для масштабирования поверхностного
(номинального) напряжения стенки трубы. В случае
гладких труб или силовых секций и т.п. следует
использовать напряжение в наружном волокне.
Болты
S  Sm  Sb
Следует применять поверхностное (номинальное)
напряжение критического сечения болта, включая
размах мембранных и изгибающих напряжений.
SCF корня витка резьбы включаются в кривую S-N.
где
Km
геометрический коэффициент концентрации напряжений;
Knotch коэффициент концентрации напряжений концентратора;
Sb
изгибающий компонент главного плюс дополнительного размаха основного напряжения;
Sgs
размах напряжений геометрического концентратора напряжений;
Snotch размах напряжений концентратора.
Следует уделять особое внимание расчету напряжений и SCF для использования в усталостном анализе.
Относительно небольшие изменения в напряжениях и SCF могут привести к большим различиям в усталостной
долговечности. Усталостная долговечность пропорциональна значениям размаха напряжений и SCF, каждая из
них определяет степень обратного наклона кривой S-N (от 3 до 5). Можно показать, что для наклона S-N,
равного 3, удвоение размаха напряжений или SCF, или любого их произведения, уменьшает усталостную
долговечность в 8 раз.
158
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ПРИМЕР
Если конструкционный компонент имеет усталостную долговечность 100 лет, то
удвоение произведения размаха напряжение и SCF уменьшает усталостную долговечность до 12,5 лет.
С.2.2
Линеаризованные напряжения
Для предупреждения возможного несоответствия между общими и локальными изгибающими
напряжениями, в качестве примера на Рисунке С.2 показано разложение напряжения до частного случая
продольных напряжений в трубе, подверженной воздействию изгибающего момента; общие формулы
определения поверхностного и изгибающего напряжения см. также в Уравнениях с (D.9) по (D.12).
Для этого случая применяется следующее:

распределение линейных продольных напряжений вдоль поперечного сечения трубы;

распределение линейных продольных напряжений по толщине стенки;

поверхностное напряжение, как представлено в Уравнении (C.2):
m 
16  M bm   D o  D int 

b  

4
  D o4  D int

(C.2)
изгибающее напряжение (на каждой стороне стенки), как представлено в Уравнении (C.3):
16  M bm   D o  D int 

4
  D o4  D int

(C.3)
где
Dint
внутренний диаметр трубы;
Do
заданный или номинальный наружный диаметр трубы;
Mbm
изгибающий момент в трубе.
159
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Рисунок C.2 — Разложение продольного напряжения для трубы под воздействием изгибающего
момента, Mbm
С.2.3
Сварные соединения
К оценке на усталость сварных соединений применимы главный плюс вспомогательный размах
напряжений, SP+Qs, или размах напряжения конструкции, соответствующий геометрический коэффициент
концентрации (увеличения) напряжений определяется по Уравнению (C.4):
Km 
S PQs
Sm
 1
Sb
Sm
(C.4)
где
Km
геометрический коэффициент концентрации напряжений;
Sb
изгибающий компонент суммы главного и дополнительного размаха основного напряжения;
Sm
напряжения.
поверхностный (средний) компонент суммы главного и дополнительного размаха основного
Если главное (осевое) напряжение конструкции получено при детальном анализе напряжений
(например, при анализе методом конечных элементов) или при измерении, напряжение критической зоны
конструкции следует определять из главного поверхностного напряжения путем экстраполяции с
использованием процедуры, детально показанной на Рисунке C.3. Расстояния X1 и X2 могут быть выбраны
равными 0,5 t и 1,5 t, где t является толщиной стенки трубы. Могут применяться различные процедуры; см.
Niemi [31]. Тем не менее, при анализе методом конечных элементов, напряжение критической зоны конструкции
может определяться, как показано на Рисунке C.4. Метод линеаризации напряжения по толщине (см.
160
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Рисунок C.4) является предпочтительным методом, так как SCF, прогнозируемый этим методом, не чувствителен
к локализации точек экстраполяции; см. Рисунок C.3.
Обозначение
σ
напряжение
X
расстояние от кромки лицевой
поверхности шва
1
общее нелинейное напряжение
2
напряжение концентратора
3
напряжение критической зоны
конструкции
4
граница внешней поверхности
сварного шва
Рисунок C.3 — Объяснение напряжений критических зон конструкций в трубах, сваренных встык
161
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
σN
напряжение концентратора
σ HS
напряжение критической зоны конструкции
σm
поверхностное (номинальное) напряжение
Рисунок C.4 — Распределение линеализированного напряжения по толщине стенки
С.2.4
Несварные компоненты
Максимальное значение суммы главного и дополнительного размаха напряжений, SP+Qs+F, или размах
напряжения концентратора, Snotch, применимы к оценке на усталость несварных деталей. Напряжение
концентратора следует рассчитывать с использованием главных напряжений, которые включают полное влияние
общих и локальных неоднородностей конструкции. Коэффициент концентрации напряжений (увеличение)
концентратора, Knotch, определяется как размах напряжений концентратора, нормализированный по
поверхностному (номинальному) напряжению, как представлено в Уравнении (C.5); см. Рисунок C.5:
K notch 
S PQsF
Sm

S notch
Sm
(C.5)
где Sm поверхностный (средний) компонент суммы главного и дополнительного размаха основного
напряжения.
Для гладких труб или силовых секций и т.п. следует использовать напряжение в наружном волокне, т.е.
в C.2.2 следует использовать сумму поверхностного и изгибающего напряжений.
Обозначение
σN
напряжение концентратора
σm
поверхностное (номинальное) напряжение
Рисунок C.5 — Объяснение локальных напряжений концентратора в несварных компонентах
С.2.5
Болты
Для болтов, в качестве размаха напряжений, S, используются поверхностный (номинального) плюс
изгибающий размах напряжений критической площади поперечного сечения, Ab,s, как показано в Уравнении
(C.6):
162
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Ab,s 
2

 d b,f
4


(C.6)
где db,f средний эффективный диаметр болта.
Критическая площадь болта стандартной дюймовой серии с 60 углом резьбы определяется по
Уравнению (C.7):
Ab,s 
 
0,974 3 
db 

4 
n thr 
2
(C.7)
где
db
номинальный (базовый наружный диаметр) диаметр болта;
nthr
количество витков резьбы на дюйм.
Для соответствующих метрических резьб критическая площадь определяется по Уравнению (C.8):
Ab,s 

2

 d b  0,938 2  I pitch
4


(C.8)
где Ipitch шаг резьбы.
ПРИМЕР
Критическая площадь для 1 дюймовых 8UN болтов равна 390,8 мм2 (0,606 дюйм2), где
db = 25,4 мм (1 дюйм) и nthr = 0,315 мм–1 (8 дюйм–1) для 8UN болтов с 8 витками резьбы на дюйм.
Следует включать только размах циклического напряжения. Предварительное нагружение обычно
уменьшает размах циклических напряжений.
С.2.6
Влияние среднего напряжения
При оценке основного материала, сварных соединений в условии термообработки после сварки или
другие компоненты с низкими остаточными напряжениями размах напряжений может быть уменьшен в
зависимости от того, является ли среднее циклическое напряжение,  mean = ( max +  min)/2, растягивающим
или сжимающим. Полученный расчетный размах напряжений может быть умножен на понижающий
коэффициент, fm, как показано на Рисунке C.6, перед вводом в кривую S-N; см. Таблицу C.2. Для сварных
соединений после сварки, размах напряжений для использования при оценке на усталость следует основывать на
полном размахе напряжений, несмотря на то, что размах напряжений является частично или полностью
сжимающим, т.е. fm = 1,0.
Обозначение
fm
коэффициент уменьшения размаха напряжений
σmean среднее напряжение цикла
Рисунок C.6 — Коэффициент уменьшения размаха напряжение для использования с кривой S-N
для несварных компонентов и сварных соединений с послесварочной термообработкой
С.2.7
Анализ методом конечных элементов
163
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Для определения напряжений критических зон при анализе методом конечных элементов, важно иметь
непрерывную и без резких изменений плотность сетки элементов на участках, где следует анализировать
напряжения критических зон. На участках, где определяются напряжения концентраторов, следует использовать
очень мелкую сетку элементов.
Следует тщательно оценивать геометрию элементов для предупреждения ошибок из-за
деформированных элементов (например, углов между 60° и 120° и отношением длина/ширина меньшим, чем
5:1). Следует принимать размер модели достаточно большой, так чтобы рассчитанные результаты не сильно
зависели от допущений, принятых для граничных условий и приложения нагрузок.
С.3
Кривые S-N
С.3.1
Общие положения
Настоящее руководство по сопротивлению усталости основывается на DNV RP-C203 [17]. Могут
использоваться сопротивление усталости, определенное по другим известным нормам, например, HSE
Guidance [18]. Руководство по проектированию на усталость и оценке кольцевых сварных швов райзера
представлено в Maddox et al. [30].
Проектирование на усталость базируется на использовании кривых S-N, которые получают по
результатам испытаний. Расчетную кривую S-N следует основывать на средних кривых за вычетом двух
среднеквадратических отклонений для соответствующих экспериментальных данных. Таким образом, кривые SN соответствуют 97,6 % вероятности неразрушения.
Следует использовать кривую S-N, которая применима для материала, геометрии детали, направления
циклического напряжения относительно детали, метода изготовления, включая обработку поверхности и
контроль детали, а также окружающей среды (например, коррозионный/некоррозионный флюид, катодная
защита в морской воде и температура).
Каждую конструкционную деталь, в которой возможно развитие усталостных трещин, следует отнести к
соответствующему классу соединений. Следует отметить, что в сварном соединении существует несколько мест,
в которых могут развиваться усталостные трещины. Примерами таких мест является корень/кромка лицевой
поверхности шва в каждой из соединенных частей, на концах швов и в самом шве; см. Рисунок C.4. Каждое
место следует классифицировать отдельно. Приведенная классификация соединений дана для типовых
соединений/деталей анализируемого райзера C/WO, подверженного воздействию циклического изгибающего
момента и эффективного растяжения.
Типовые кривые S-N для трубных кольцевых швов, DNV RP-C203 сварной шов класса Dd, для
воздушной или некоррозионной среды, для условий морской воды с катодной защитой и при работе в
некоррозионных условиях и в присутствии сернистых соединений представлены на Рисунке C.7.
Следует уделять особое внимание влиянию внутреннего флюида райзера C/WO и внешнего флюида в
режиме трубодержателя при работе внутри морского райзера, особенно для потенциально агрессивных флюидов.
Работа в присутствии сернистых соединений может уменьшить усталостную долговечность, тогда как
усталостная долговечность при работе с малосернистыми флюидами может быть приравнена к работе в
воздушной среде. Для работы в присутствии сернистых соединений, могут рассматривать кривые S-N,
применимые для свободной коррозии. Если внутренний флюид относится к некоррозионным флюидам с
частичным содержанием сернистых соединений, то могут использоваться кривые S-N для морской воды с
катодной защитой. В режиме трубодержателя с некоррозионным внешним флюидом могут использоваться
кривые S-N для условий воздушной среды. При работе в открытом море наружная поверхность райзера может
контролироваться с использованием кривых S-N для морской воды с катодной защитой.
164
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
S
размах напряжений
N
количество циклов до разрушения
1
воздух или некоррозионные условия
2
морская вода с катодной защитой
3
свободная коррозия в морской воде или в присутствии сернистых соединений
a
N1,sw определяет точку перегиба билинейной кривой S-N 2 (т.е. морская вода с катодной
защитой).
б
N1,a определяет точку перегиба билинейной кривой S-N 1 (т.е. воздух или некоррозионные
условия).
Рисунок C.7 — Типовые расчетные кривые S-N для труб с кольцевыми сварными швами,
Класс D в DNV RP-C202 [17]
Предполагается, что в расчетной кривой для сварных соединений учитывается влияние
необнаруживаемых внутренних и наружных дефектов или других геометрических факторов, не включенных в
SCF для соответствующего компонента/соединения. Базовое сопротивление усталости представляется в виде
кривых S-N, определяющих количество циклов до разрушения, N, для заданного размаха напряжения, S, как
показано в Уравнении (C.9):
N  a  S 
m
(C.9)
или соответственно, в Уравнении (C.10):
log N  log a  m  log S
(C.10)
где
m
отрицательный обратный наклон кривой S-N;
a
нормативное сопротивление усталости или пересечение расчетной кривой S-N с осью log N.
165
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Требуется корректировка, т.е. уменьшение сопротивления усталости, исходной кривой S-N для толщины
tn больше чем стандартная толщина, tref. Влияние толщины (размера) учитывается путем изменения размаха
напряжения, т.е. используется такой коэффициент для умножения размаха напряжения, что расчетная кривая SN для толщины больше чем стандартная толщина определяется Уравнением (C.11):
k 
 
t  1
log N  log a  m  log  S   n  
  t ref  


(C.11)
где
k1
показатель степени толщины для сопротивления усталости;
tn
номинальная (заданная) толщина стенки;
tref
стандартная толщина, равная 25 мм (0,984 дюйма) для сварных соединений и болтов (диаметр
наиболее нагруженного сечения).
Для tn  tref, коэффициент (tn/tref)k1 в Уравнении (C.11) равен 1,0.
Билинейные (двухнаклонные) кривые S-N могут быть выражены, как показано в Уравнении (C.12):
m

a S 1
N  1
m 2

a 2  S
S  S1
S  S1
(C.12)
где
a1
пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, левая часть кривой S-N;
m1
отрицательный обратный наклон кривой S-N, левая часть;
a2
пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, правая часть кривой S-N;
m2
отрицательный обратный наклон кривой S-N, правая часть.
Точка перегиба обозначается как S1. Это относится к соответствующему количеству циклов до
разрушения, N1, и определяется Уравнением (C.13):
N 
S1   1 
 a1 
 1 


 m1 
 log a 1 log N 1  


m1

 10 
(C.13)
где
N1
[17]
C203
;
S1
107 циклов для воздуха и 106 циклов для морской воды с катодной защитой по DNV RPразмах напряжений в точке перегиба (двухнаклонная кривая S-N).
Для случая билинейной кривой с корректировкой по размеру (толщине), данные S-N определяются
Уравнениями с (C.14) по (C.16):
t
log a 1,thick  log a 1  m1  k 1  log( n )
t ref
166
(C.14)
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
 N1
S 1,thick  
 a 1,thick

log a 2,thick 
 1 

  m1 


m2
m
t
 log a 1  log N 1  (1  2 )  m 2  k 1  log( n )
m1
m1
t ref
(C.15)
(C.16)
где
a 1,thick пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, левая часть кривой S-N, с корректировкой по
размеру;
k1
показатель степени толщины для сопротивления усталости;
S1,thick размах напряжения с корректировкой по толщине;
a 2,thick пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, правая часть кривой S-N, с корректировкой по
размеру.
С.3.2
Несварные материалы
Для несварных материалов качество обработки поверхности является основным параметром,
определяющим усталостную долговечность.
Для бесшовных труб, прокатанных, экструдированных или штампованных компонентов без какой-либо
механической обработки следует применять кривую B1-SN. Использование кривой B1-SN требует, чтобы острые
кромки и поверхностные дефекты были зашлифованы.
Для условий поверхности после механической обработки можно ожидать увеличение усталостной
долговечности по сравнению с кривой B1-SN; тем не менее, это должно быть документально оформлено. Могут
использоваться альтернативные кривые S-N, полученные на основе испытаний.
В качестве альтернативы использования кривой B1-SN или анализа напряжений с использованием
данных S-N, также могут быть получены конкретные расчетные усталостные кривые для конкретных несварных
материалов, с использованием методов контроля деформаций или данных усталостных испытаний при контроле
деформаций на репрезентативных материалах.
Гладкий материал может содержать зашлифованные ремонтные участи сварных швов. Наличие таких
ремонтных участков может приводить к снижению усталостной долговечности материала. Таким образом,
следует рассматривать как несварной только материал, который заведомо не содержит сварку.
С.3.3
Трубы, сваренные встык
С.3.3.1 Общие положения
На двусторонних сварных швах усталостные трещины в состоянии непосредственно после сварки
возникают у кромки наружной поверхности шва, так что предел усталости в значительной степени зависит от
формы выпуклости сварного шва. Если выпуклость сварного шва гладко зачищена, то удаляется также и
соответствующая концентрация напряжений, а разрушение определяется дефектами сварного шва. Для сварных
швов, выполняемых снаружи (односторонних), усталостные трещины обычно возникают в корневой части
сварного шва. Классификация кольцевых сварных швов, имеющих отношение к райзерам, представлена в
Таблице C.3.
167
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица C.3 — Кривые SN для райзеров. DNV RP-C203 [17]
Описание
Детали/сварка
Геометрия
критическая зона
Односторонняя
Показатель
степени
толщины
k1
Km
F1
e мин 0,1 t n,
3 мм (0,118 дюйма)
0
1,0
F3
e  мин 0,1 t n,
3 мм (0,118 дюйма)
0
1,0
e мин
0,1 t n, F
2 мм (0,079 дюйма)
0
1,0
e  мин
0,1 t n, F1
2 мм (0,079 дюйма)
0
1.0
Требование
и
допуску б
по
Кривая S-N
e мин 0,15 t n,
4 мм (0,157 дюйма)
Односторонняя с
временной
подложкой
e мин 0,15 t n,
4 мм (0,157 дюйма)
Односторонняя
D
e мин 0,15 t n,
4 мм (0,157 дюйма)
0,15 a
(C.20)
Двухсторонняя
D
e мин 0,15 t n,
4 мм (0,157 дюйма)
0,15 a
(C.20)
Односторонняя,
механическая
обработка
корневой части и
гладкая зачистка
e мин 0,15 t n,4 м C1/C
м (0,157 дюйма)
0
(C.20)
Двухсторонняя с
гладкой зачисткой
C1/C
e мин 0,15 t n,
4 мм (0,157 дюйма)
0
(C.20)
Бесшовная труба
NA
B1
0
1,0
NA
B1
0
Расчетная
или [38]
NA
F1 (холодная 0,40 a
накатка)
W3
(нарезанные
витки резьбы)
Компоненты
механической
обработкой
Стальные болты
168
с См. Рисунок C.5
1,0
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
a Снижение применяется только для толщины больше чем 25 мм (0,984 дюйма). Увеличение не может
применяться для сечений меньше чем 25 мм (0,984 дюйма). Для болтов стандартная толщина соответствует
диаметру наиболее напряженного сечения.
b Особое внимание уделяется эксцентриситетам кольцевых сварных швов больше чем 0,15 t или 4 мм
n
(0,157 дюйма), который из них меньше, например, оценка методом механики разрушения.
С.3.3.2 Двусторонние кольцевые сварные швы. Разрушение корня или головки сварного шва
Расчетная кривая класса D предлагается для двусторонних кольцевых сварных швов, выполняемых с
использованием любой технологии и в любом положении с точки зрения разрушения корня или головки
сварного шва. Кривая должна использоваться вместе с корректировкой по толщине и SCF для учета какой-либо
несоосности, возникающей от некруглости и толщины стенки сопрягаемых трубных сечений или сечений трубы
и соединителя. Имеется предел на допустимую величину несоосности 0,15 tn или 3 мм, который из них меньше.
Эксцентриситет, превышающий этот предел, требует специального проектного обоснования, например, оценка
методом механики разрушения.
С.3.3.3 Односторонние кольцевые сварные швы. Разрушение корня сварного шва
Сварные швы райзеров обычно выполняются сваркой с наружной стороны с симметричной разделкой
кромок сварного шва. Допуски принимаются немного более жесткими по сравнению с конструкционными
элементами с эксцентриситетом меньшим, чем 0,1 tnили максимум 3 мм (0,118 дюйма). Производство райзеров
также предполагает систематический и стандартный NDT корневой зоны, где дефекты являются наиболее
критическими. Для райзеров с толщиной стенки больше чем используемая стандартная толщина 25 мм
(0,984 дюйма) применяется указание, приведенное в Таблице C.3.
Класс F1 применим для разрушения корня с внутренней стороны, но с дополнительным SCF для осевой
несоосности меньше, чем 0,1 tnили 3 мм.Большая несоосность приводит к понижению класса до F3 без
дополнительного SCF.
Односторонние сварные швы с временной подложкой, допускающие какую-либо несоосность, попадают
в класс F без SCF. Он имеет более жесткий допуск на максимально допустимую осевую несоосность, меньше
0,1 tn или 2 мм, отражающую тот факт, что предельная несоосность уже включена в кривую S-N.
В качестве альтернативы, может использоваться расчетная кривая класса Е для односторонних сварных
швов с полным проплавлением без подложки и сварных швов с временной подложкой. Его следует использовать
вместе с SCF для учета какой-либо несоосности, но без учета корректировки на толщину стенки, k1 = 0; см.
Источник [30].
С.3.3.4 Механическая обработка или зачистка кольцевых сварных швов
Кривая C1 может использоваться для двухсторонних сварных швов после выполнения механической
обработки поверхности сварного шва до основного материала на внутренней и внешней сторонах сварного шва
(гладкая зачистка). Механическая обработка должна выполняться таким образом, чтобы удалить локальную
концентрацию напряжений и подрезы зоны сплавления сварного шва. Категория C1 сварного шва может быть
увеличена до категории C при высококачественной сварке и отсутствии в сварном шве существенных дефектов,
что подтверждается детальным NDT; см. Таблицу C.3.
С.3.4
Стальные болты
Усталостные трещины болтов обычно возникают во впадине резьбы, поэтому предел выносливости в
основном зависит от формы впадины резьбы. Для стальных болтов и резьбовых шпилек при осевом нагружении,
может использоваться F1 для холоднокатаной резьбы без последующей термической обработки, например,
горячим цинкованием. Для нарезанных резьб рекомендуется кривая W3. Для болтов диаметром  25 мм
(0,984 дюйма), следует применять коэффициент “корректировки толщины”.
В нарезанных болтах концентрация напряжений во впадине резьбы увеличивается с увеличением
диаметра. На основе усталостных испытаний рекомендуется использовать k1 = 0,40, который подразумевает учет
влияния размера, как из-за самого надреза, так и увеличения длины надреза по окружности с увеличением
диаметра. Показатель степени толщины может быть меньше для накатанных резьб. Следовательно, для болтов
специального назначения большого диаметра может быть рекомендовано выполнение усталостного испытания
некоторого количества болтов для подтверждения сопротивления усталости, используемого при
проектировании.
169
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
С.3.5
Качество изготовления
Усталостная долговечность сварного соединения существенно зависит от локальных концентраторов
напряжений из-за поверхностных несовершенств, включающие несплошности сварных швов и геометрические
отклонения, возникающие в процессе производства.
Поверхностными несплошностями сварного шва являются подрезы лицевой поверхности шва, трещины,
наплывы, пористость, шлаковые включения и непровар. Геометрическими несовершенствами являются
несоосность, угловая деформация, чрезмерное усиление сварного шва и другие формы дефектов сварного шва.
Технологические несплошности сварных швов, такие как пористость и шлаковые включения, имеют меньшее
воздействие на сопротивление усталости, если их уровень поддерживается ниже уровня нормального качества
изготовления.
В C.4 приводятся уравнения для расчета SCF из-за производственных допусков на центрирование
стыковых соединений. Подразумевается, что рекомендованные для сварных соединений кривые S-N
соответствуют несовершенствам в нормально приемлемых пределах для хороших технологий сварки райзеров;
см. Таблицу 18 (подразумеваются нормальные пределы допусков для несовершенств производства).
С.4
Коэффициенты концентрации напряжений для труб с кольцевыми сварными
соединениями
SCF трубных кольцевых сварных швов повышаются от геометрической несоосности; см. Таблицу C.3.
Эта несоосность вызывает локальное вторичное напряжение изгиба в корне и головке сварного шва. Для
несоосных труб с кольцевыми сварными соединениями напряжение наиболее нагруженного участка из-за
эффективного циклического натяжения, ΔTe, и изгибающего момента, ΔMbm, следует рассчитывать по
Уравнениям с (C.17) по (C.19):
 ΔT

ΔM bm
S  Km  Sm  Km   e 
  D o  t n 
2 I
 Ac

(C.17)
Ac    Do  t n   t n
(C.18)
I
  4
4
 Do   Do  2  t n  



64
(C.19)
где
S
размах напряжения наиболее нагруженного участка;
Km
геометрический коэффициент концентрации напряжений;
Sm
напряжения;
поверхностный (средний) компонент размаха суммы главного и дополнительного основного
Ac
площадь поперечного сечения трубы;
I
момент инерции трубы;
Do
заданный или номинальный наружный диаметр трубы;
tn
номинальная (заданная) толщина стенки трубы.
ПРИМЕЧАНИЕ
Номинальным напряжением для изгибающего момента трубы является напряжение для среднего диаметра.
Несоосность в кольцевых сварных соединениях может принимать форму смещения центров стенок
трубы (осевая несоосность) и перегиба (угловая деформация). В любом случае, в соединении в стенках
создаются локальные вторичные напряжения при приложении к трубе осевого нагружения и изгиба. При
расчете конструкции осевая несоосность определяет главную часть несоосности.
170
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Технология сварки райзера нацелена на минимизацию угловой деформации, которая легко
обнаруживается при соответствующем измерении на действующих райзерах и испытательных образцах,
используемых для получения испытательных данных, на которых базируется кривая S-N. Угловая деформация
может оцениваться для райзера, который подвергается значительным циклическим осевым нагрузкам.
Общий SCF, возникающий в кольцевом сварном шве при осевой несоосности (эксцентричности), может
быть определен по Уравнениям (C.20) и (C.21):
K m  1
3  e  e0 
tn
  D  0,5 

exp    o 
  tn 



e 0  0,1 t n
(C.20)
(C.21)
где
e
осевая несоосность (эксцентричность или несовпадение осевых линий);
e0
несоосность (эксцентричность), учтенная в данных S-N.
Осевая несоосность, которая определяет SCF у кольцевого сварного шва, может базироваться на
допустимых отклонениях размеров сопрягаемых труб. Как показано на Рисунке C.8, несоосность, e, может быть
в целом выражена как функция некруглости, OOR, толщины стенки сопрягаемых труб, tn,max, и, tn,min. В
расчетных целях максимальные значения каждого источника эксцентричности, который может быть применим,
определяются по Уравнениям с (C.22) по (C.26):
e OOR,max  D o,max  D o,min
e t,max 
t n,max  t n,min
2
(C.22)
(C.23)
и
 Δt pos 
t n,max  t n  1 


100 

(C.24)
 Δt neg 
t n,min  t n  1 


100 

(C.25)
где
eOOR,max
максимальная несоосность, возникающая из-за некруглости;
Do,max максимальный наружный диаметр в любом поперечном сечении;
Do,min минимальный наружный диаметр в любом поперечном сечении;
et,max максимальная несоосность, возникающая из-за разности толщин стенок;
tn,max максимальная номинальная толщина стенки;
tn,min минимальная номинальная толщина стенки;
tpos
процентное отношение положительного допуска на толщину стенки;
tneg
процентное отношение отрицательного допуска на толщину стенки.
В случае, когда общая эксцентричность не определена, различные источники эксцентричности, e, могут
быть получены путем квадратического сложения отклонения каждого источника, как показано в Уравнении
(C.26):
2
2
e  e OOR,max
 e t,max
(C.26)
171
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Для изготовления
эксцентричности, e.
следует
указывать
максимальное
значение
комбинированных
воздействий
Рисунок C.8 — Несоосность трубных стыковых сварных швов
ПРИМЕР
Например, бесшовная труба наружного диаметра 177,8 мм (7 дюймов)  17,45 мм
(0,687 дюйма) может представлять следующий разброс размеров:максимальная OOR 1,6 мм (0,063 дюйма) и
колебания толщины стенки  12,5 %. Используя выражения для максимальных эксцентриситетов и Уравнения
(C.22), (C.23) и (C.26), максимальный SCF рассчитывается как 1,12 из Уравнения (C.20). Даже при более жестких
допусках на толщину стенки и некруглости концов трубы, для бесшовных труб трудно достигнуть SCF  1,2,
если сопрягаемые концы специально не подготавливаются под сварку. Механическая обработка или цекование
внутреннего диаметра труб также уменьшает SFCs.
С.5
Общий анализ на усталость
С.5.1
Общие положения
Основой для расчетов усталостного повреждения является общий анализ влияния нагрузок для
определения распределений циклических напряжений для определенного количества кратковременных условий
окружающей среды (состояний моря).
Влияние переменных нагрузок от воздействия окружающей среды может возникать на всех фазах
периода эксплуатации райзера C/WO, включая условия изготовления, транспортировки, установки/извлечения,
подвешивания и эксплуатации. В соответствующих случаях следует рассматривать как режим открытого моря,
так и на трубодержателе. Следует рассматривать следующие источники накопления усталости: частотные циклы
напряжений от волнового воздействия, низкочастотные циклы напряжений и циклы напряжений от вибрации,
вызванной вихреобразованием. Первые два рассматриваются в C.5.2, последний описывается в C.5.3.
С.5.2
Волновой и низкочастотный анализы
Усталостное повреждение в основном будет накапливаться от частотного воздействия волн, а также от
низкочастотных циклов напряжений. Перемещения судна от частотного воздействия волн, а также прямое
волновое нагружение райзера, будет определять усталостное повреждение от частотного воздействия волн, а
низкочастотное перемещение судна будет определять низкочастотное усталостное повреждение. Усталостное
повреждение является функцией параметров состояния моря, т.е. характерной высоты волны, Hs, периода волны,
Tz, и усредненного направления волны,  W.
Общий подход для расчета накопления повреждения от волнового и низкочастотного воздействия
основывается на применении следующей процедуры.

Диаграмма разброса волновых данных подразделяется
репрезентативных блоков (или могут использоваться все состояния моря).
на
определенное
количество

Для каждого блока выбирается отдельное состояние моря для представления всех состояний
моря в пределах блока, обычно центральное состояние моря. Вероятности возникновения для состояний моря
суммируются для выбранного состояния моря.

всех блоков.
172
Усталостное повреждение рассчитывается для каждого кратковременного состояния моря для
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)

Повреждение за продолжительный период, DSN, рассчитывается как взвешенная сумма
повреждений, DSN,ij, возникающих за кратковременные состояния моря, j,(Hs,Tp), и для основного направления
распространения волны, (i, W), как показано в Уравнении (C.27):
D SN 

i, W


j, H s ,Tp
q i  q j  D SN,ij

(C.27)
где
Hs
характерная высота волны;
i
номер направления распространения волны;
W
основное направление распространения волны;
j
номер состояния моря;
qi
вероятность направления распространения волны i;
qj
вероятность состояния моря j;
Tp
период максимума волны;
DSN,ij усталостное повреждение для состояния моря, j, и направления распространения волны, i.
Могут быть получены аналитические выражения для ожидаемого повреждения по Майнеру (Miner) для
истории узкополосного нагружения; см. C.6.2.
При оценке усталости от состояния моря обычно используют двухразмерные волны с длинными
гребнями. Усталостные волновые состояния определяются волновыми диаграммами разброса и
соответствующим смещением судна. Для райзеров C/WO с верхним натяжением, для их усталостного анализа
при волновом нагружении статическое смещение судна и течение могут быть приняты как нулевые. Для расчета
повреждения следует учитывать долговременную направленность волн. Может быть также принят во внимание
поправочный коэффициент на кратковременный разброс морских условий.
В этой связи следует тщательно изучить и принять во внимание важность нелинейных эффектов. Тем не
менее, по сравнению с анализом реакций в экстремальных условиях, обычно преобладают морские условия с
более низкой характерной высотой волны. Следовательно, степень нелинейности обычно меньше. Точный
анализ местных реакций в зоне периодического смачивания может потребовать анализа во временной области.
Усталость из-за перемещений судна и воздействия волн обычно относится к наиболее критическим
зонам, находящихся вблизи верхней части райзера C/WO с верхним натяжением (скользящее соединение / зона
периодического смачивания) или зоны силового соединения. Усталостный анализ следует проводить только для
погодных условий (морских состояний), относящихся к эксплуатации райзера, т.е. в пределах эксплуатационных
ограничений.
Для гладких труб райзера при усталостном анализе основной является продольная составляющая
напряжения и, следовательно, внутренние нагрузки относятся к изгибающим моментам и эффективному
натяжению в заданных элементах. Влияние циклического эффективного натяжения обычно небольшое,
благодаря системе компенсации вертикальной качки (т.е. идеальная система натяжения).
Для идентификации критической точки следует проводить оценку на усталость для восьми точек,
равноотстоящих по окружности трубы, сварного шва или компонента.
Относительная значимость волнового и низкочастотного усталостного повреждения зависит от системы
и будет изменяться по длине райзера. Рекомендуется проведение оценки относительных вкладов волновых и
низкочастотных циклов напряжения в усталостном повреждении для обоснования рациональных решений
относительно выбора метода анализа. Низкочастотное усталостное повреждение может не приниматься во
внимание, если с использованием соответствующего анализа документально подтверждено, что низкочастотное
повреждение незначительно по сравнению с усталостью от воздействия частотных волн.
С.5.3
Вибрации, вызванные вихреобразованием
173
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Система райзера C/WO под воздействием потока морской воды из-за течений или волн может быть
подвержена воздействию феномена, который обычно относят к вихреобразованию. Чувствительность к
воздействию таких вибраций зависит от совпадения частоты собственных колебаний конструкции и частоты
вихреобразования, воздействующего на значительную длину райзера.
Вихреобразование может вызвать поперечные вибрации райзера, которые обычно называются
вибрациями, вызванными вихреобразованием. Амплитуда поперечных вибраций обычно небольшая по
сравнению с вибрациями райзера, возникающими из-за перемещений судна. Тем не менее, высокочастотная
природавибраций, вызванных вихреобразованием, означает, что они могут добавлять значительную часть к
усталостному повреждению, особенно для глубоководных райзеров. Всестороннее рассмотрение вибраций,
вызванных вихреобразованием, можно найти у Vandiver [34] и Pantazopoulos [32].
Предлагается ряд подходов для прогнозирования вибраций, вызванных вихреобразованием, реакции
райзеров под натяжением, включая упрощенные полуэмпирический методы, численный расчёт вязкого потока
вокруг райзера и испытания. Larsen и Halse [29] провели сравнительный анализ различных методов. Этот
сравнительный анализ показал значительные отклонения между проанализированными методами.
Фундаментальным принципом является то, что для случаев, когда при проектировании вероятно возникновение
проблемы из-за вибраций, вызванных вихреобразованием, требуются уточненные методы, дополненные
испытаниями.
Многие аспекты вибраций, вызванных вихреобразованием, приводящие к усталостному повреждению
райзеров, не изучены. Тем не менее, следует проводить оценку для исследования возможной чувствительности к
воздействию вибраций, вызванных вихреобразованием. Во всех случаях, когда это практически целесообразно,
следует предупреждать возникновение вибраций, вызванных вихреобразованием. Возможность возникновения
вибраций, вызванных вихреобразованием, можно уменьшить при изменении характеристик райзера путем
увеличения натяжения, увеличения демпфирования или использования устройств подавления вихреобразования.
Если ожидается, что вибрации, вызванные вихреобразованием, создадут значительное усталостное повреждение,
то следует предусмотреть наблюдение за райзером C/WO в процессе эксплуатации.
С.6
Расчеты накопления усталостного повреждения
С.6.1
Общие положения
Развитие усталостного повреждения под стохастическим или случайным нагружением обычно называют
накоплением повреждения. В соответствии с формой истории нагружения изменяющееся амплитудное
нагружение может характеризоваться как узкополосное нагружение см. Рисунок C.9, кривая a) или
широкополосное нагружение см. Рисунок C.9, кривая b). Частотную волновую историю нагружения и
низкочастотную историю нагружения в отдельности часто относят к узкополосному нагружению, однако
комбинация частотной волновой истории нагружения и низкочастотной истории нагружения обычно
представляет широкополосное нагружение. Аналитические выражения повреждения для историй узкополосного
нагружения представляются вместе с методами для оценки усталостного повреждения историй
широкополосного нагружения.
a) Узкополосное
б) Широкополосное
Обозначение
σ
напряжение
τ
время

среднее напряжение
Рисунок C.9 — История узкополосного (a) и широкополосного (b) нагружения
174
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
С.6.2
Оценка узкополосной усталости
С.6.2.1 Общие положения
Исходное допущение при оценке узкополосного повреждения является то, что размах напряжений
цикла, S, может быть определен напрямую из максимума напряжения, Sa,lm, (амплитуды). В узкополосном
процессе, размах напряжений принимает удвоенное значение соответствующего максимума локального
напряжения или амплитуды напряжения, как показано в Уравнении (C.28):
S  2  S a,lm
(C.28)
Кроме того, количество циклов напряжений в единицу времени напрямую определяется частотой
пересечения нулевого уровня, 0, отклика напряжений и рассчитывается напрямую из спектральных моментов
откликов напряжений; см. C.6.2.3. При широкополосном процессе нагружения эта модель является
консервативной.
Для прямолинейной кривой S-N ожидаемое усталостное повреждение в единицу времени может быть
выражено Уравнением (C.29):

D FAT  0
a

S
0
m
 

 f s S dS  0  E S m
a
(C.29)
где
D FAT усталостное повреждение;
0
средняя частота пересечения нулевого уровня отклика напряжений;
a
характеристика сопротивления усталости или пересечение расчетной кривой S-N с осью log N;
fs(S)
спектральная плотность случайного нагружения;
m
отрицательный обратный наклон кривой S-N.
Следовательно, ожидаемое усталостное повреждение напрямую связано с моментом в степени m, E(S m ),
спектральной плотности случайного нагружения. Для двухлинейной кривой S-N соответствующее выражение
становится таким, как показано в Уравнении (C.30):
D FAT 
0
a2
S1

0
S m2  f s  S  d S 
0
a1

S
m1
 f s S dS
(C.30)
S1
где
a2
пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, правая часть кривой S-N;
S1
размах напряжений в точке перегиба кривой (двухлинейная кривая S-N);
m2
отрицательный обратный наклон кривой S-N, правая часть;
a1
пересечение расчетной кривой S-N с осью log N, левая часть кривой S-N;
m1
отрицательный обратный наклон кривой S-N, левая часть.
Уравнения (C.29) и (C.30) являются основными выражениями для оценки узкополосного усталостного
повреждения в каждом стационарном условии окружающей среды; см. C.5.2. Эти уравнения можно также
применять для расчета усталостного повреждения из долговременного распределения размахов напряжений; см.
C.6.4.
175
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
С.6.2.2 Усталостное повреждение в узкополосной гауссовой зоне
Если предполагается, что процесс отклика напряжений является узкополосным и гауссовым, то
распределение максимума локальных напряжений (амплитуды), Sa,lm, определяется по плотности вероятности
Рэлея (Rayleigh), как показано в Уравнении (C.31):

f S a,lm
 S2

a,lm
  exp 

 2 SD 2


 S a,lm
 
 2
 SD





(C.31)
где
Sa,lm
максимум локального напряжения (амплитуда);
σSD
стандартное отклонение процесса отклика напряжений.
Для прямолинейной кривой S-N, выражение определяется Уравнением (C.32):
D SN,ij 
 0   ss
a

 2 2  SD

m
m

    1
2

(C.32)
где
τss
продолжительность кратковременных состояний моря;
Γ ( )
гамма-функция.
Гамма-функция определяется Уравнением (C.33):

    e     1 d

(C.33)
0
где  является переменной.
Для двухлинейной кривой S-N, соответствующее выражение может быть получено как:


m1

 2 2  SD
D SN,ij   0   ss  

a1




S1
 1  m1  ; 




2   2 2 SD





2

2


2 SD
a2

m2
2 



m
S



1
   1  2  ; 
 




2   2 2 SD  



(C.34)
где дополнительная неполная гамма-функция и неполная гамма-функция определяются Уравнениями
(C.35) и (C.36):

  ; z     1  e  d        ; z 

(C.35)
z
z
  ; z     1  e  d

0
где
Γ ( , z) дополнительная неполная гамма-функция;
γ ( ;z)
неполная гамма-функция;
 и z являются переменными.
176
(C.36)
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таким образом, усталостное разрушение выражается стандартным отклонением и частотой пересечения
нуля отклика напряжения. Данная формула специально определена для частотной области анализа, результаты
общего анализа выражаются в форме аутоспектральной плотности, Sσσ(ω SR), отклика напряжений, где ω SR
является угловой частотой отклика напряжений.
Стандартное отклонение, σSD, и частота пересечения нуля, 0, определяются Уравнениями (C.37) и
(C.38):
 SD  I 0
0 
(C.37)
I
1
 2
2
I0
(C.38)
где
I0
спектральный момент отклика нулевого порядка;
I2
спектральный момент отклика второго порядка.
Спектральный момент n-ного порядка отклика, In, определяется как:

I n   SR n  S σσ  SR  d SR

(C.39)
0
С.6.2.3 Усталостное повреждение в узкополосной негауссовой зоне
Для анализа во временной области, двухпараметрическая модель распределения Вейбулла (Weibull)
часто используется как обобщенное распределение Рэлея (Rayleigh) для локального максимума, т.е. для
негауссовых процессов отклика напряжений. Плотность случайного нагружения Вейбулла для амплитуды
напряжения, Sa,lm, определяется Уравнением (C.40):


f S a,lm  


  S
a,lm  

   S a,lm  exp  

    


 1
(C.40)
где

параметр шкалы распределения;

безразмерный параметр формы распределения Вейбулла.
Распределение Рэлея в Уравнении (C.31) получено для   2 и  
ПРИМЕЧАНИЕ
2 σ SD .
Распределение Вейбулла может быть применимо для кратковременного (или долговременного)
распределения локального максимума. Параметры распределения Вейбулла связаны со статическими
моментами, ̂ st и ˆ st , для локального максимума как показано в Уравнениях (C.41) и (C.42):

ˆ st      1 


1


ˆ st     1 


2
1
   1  



(C.41)
2
(C.42)
Эти уравнения могут использоваться для определения оценок моментов параметров распределения на
основе выборочных оценок, ̂ st и ˆ st , по результатам моделирования во временной области.
177
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Для прямолинейной и двухлинейной кривой S-N, усталостное разрушение соответственно определяется
для состояния моря по Уравнениям (C.43) и (C.44):
D SN,ij 
 0   ss
a
  2 
m

m
  1  


  2  m1

D SN,ij  v 0   ss  

a1


(C.43)
m




m   S    2  2
m   S  

 1  1  ;  1   
   1  2  ;  1   
   2  
a2
   2   






(C.44)
Следует отметить, что параметр формы, , в распределении Вейбулла существенно влияет на расчетное
значение усталостного повреждения. Когда усталостное повреждение рассчитывается на основе решений в
аналитическом виде с допущением долговременного распределения размахов напряжений по Вейбуллу, то
следует использовать параметр формы с учетом безопасности.
С.6.3
Широкополосное усталостное повреждение
Для райзеров, отклик напряжения обычно нельзя отнести ни к узкополосным, ни к широкополосным, см.
Рисунок C.10. В широкополосной истории отклика отсутствует строгое соотношение между циклами
напряжения и максимальными и минимальными значениями напряжения. По этой причине распределение
циклов напряжений не может оцениваться по распределению максимума напряжения. Оценка широкополосной
усталости имеет особое значение для оценки усталости при комбинированном частотном волновом и
низкочастотном отклике напряжений. Обычно это применимо к результатам анализа во временной области, но
также может быть применимо к анализу в частотной области с помощью преобразования результатов в
частотной области во временную область, например, путем моделирования с использованием быстрого
преобразования Фурье.
При оценке усталостного повреждения для широкополосного процесса могут использоваться следующие
процедуры:

алгоритмы циклического расчета;

полуэмпирические поправки на основе откорректированного широкополосного результата; или

упрощенные аналитические решения для бимодального диапазона.
Общим и рекомендуемым подходом для расчета усталостного повреждения является расчет циклов
напряжений в реальных или смоделированных временных рядах. Были разработаны специальные расчетные
алгоритмы. Рекомендуемым методом является метод дождевого потока.
Зарегистрированная история напряжения оцифровывается с короткими интервалами, и определяются
пики и впадины; см. Рисунок C.10 a). На этой основе выполняется расчет с использованием метода дождевого
потока. При этом важно использовать достаточную частоту дискретизации для надежного выявления пиков и
впадин. В противном случае, возникнет, так называемый, эффект наложения и будут выявлены ложные циклы;
см. Рисунок C.10 b). Следует принимать частоту дискретизации, как минимум, в десять раз больше чем
наибольшая частота истории напряжения.
a) Частота дискретизации фактически
достаточна
178
b) Заниженная частота дискретизации
приводит к эффекту наложения
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
σ
τ
напряжение
время
Рисунок C.10 — Метод нахождения пиков и впадин
В заключение представляются расчетные результаты, например, как гистограмма размаха напряжений
относительно количества (частоты) циклов напряжений усталости в единицу времени. Также рассчитываются
усредненное среднее напряжение и стандартное отклонение напряжения. Тем не менее, размах напряжений
является основной причиной усталостного повреждения.
Вместо гистограмм могут рассчитываться интегральная функция распределения циклов напряжения
применительно к аналитической модели, например, распределению Вейбулла.
С.6.4
Долговременное усталостное повреждение
В качестве альтернативного подхода к расчету усталостного повреждения для каждого состояния моря,
вначале может быть получено долговременное распределение циклов напряжений с помощью
средневзвешенного объединения распределения циклов для различных состояний моря. Затем полученное
распределение описывается эквивалентным аналитическим распределением типа Вейбулла. В заключение,
соответствующее усталостное повреждение рассчитывается с использованием статистических параметров этого
долговременного распределения.
Долговременное распределение размаха напряжений Вейбулла может быть использовано для
построения гистограммы напряжений. При применении гистограммы для описания распределения напряжений
количество блоков напряжений, k, следует принимать достаточно большим для обеспечения рациональной
численной точности, но не меньше 20. Следует уделять надлежащее внимание выбору метода интеграции, так
как расположение точек численного интегрирования может иметь существенное влияние на рассчитываемую
усталостную долговечность, зависящую от метода интеграции. Часть истории напряжений, имеющую
наибольшее влияние на усталостное повреждение, следует оценивать наиболее тщательно.
Распределение Вейбулла и гистограмма напряжений удобны для установления

усталостных проектных нагрузок или влияния граничных усталостных нагрузок;

оптимизации SCF для компонентов;

оценки роста усталостной трещины.
Усталостный анализ может основываться на ожидаемой истории напряжений, которая может быть
определена как ожидаемое количество циклов для каждого уровня размаха напряжений в течение
прогнозируемого срока службы. Практическим применением этого является определение долговременной
истории размахов напряжений, которое должно направлено на обеспечение безопасности. Часть истории
напряжений, имеющую наибольшее влияние на усталостное повреждение, следует оценивать наиболее
тщательно.
Долговременная история размахов напряжений может быть выражена двухпараметрическим
распределением Вейбулла, как показано в C.6.2.3. Это выполняется только путем замены продолжительности
состояния моря и средней частоты пересечения нуля соответственно на срок службы, LS, и среднюю частоту
пересечения нуля,0,S, за срок службы. Для линейной и двухлинейной кривой S-N, долговременное усталостное
повреждение становится соответственно:
D SN 
 0,S  L S
a
  2 
m

m
  1  


  2  m1

D SN  v 0,S  L S  

a1


С.7
m




m   S    2  2
m   S  

 1  1  ;  1   
   1  2  ;  1   
   2  
a2
   2   






(C.45)
(C.46)
Оценка роста усталостной трещины
179
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
В качестве дополнения к данным S-N для анализа усталости может использоваться механика
разрушения.
Механика разрушения рекомендуется для использования при оценке допустимых дефектов, критерия
приёмки при изготовлении и планирования технического контроля в процессе эксплуатации на наличие
усталостных трещин. Этот метод рассчитывает в явной форме наличие дефектов, подобных трещине, и
позволяет прогнозировать их развитие с количеством циклов напряжений, которые должны быть определены.
Расчеты распространения трещин обычно содержат следующие основные шаги.

Определение
(номинальных) напряжений.
ожидаемого
долговременного
распределения
размаха
поверхностных

Выбор надлежащего закона роста трещины с надлежащими параметрами роста трещины для
соответствующей окружающей среды; см. BS 7910 [16] или API RP 579 [10]. Параметры роста трещины следует
определять как среднее плюс 2 стандартных отклонения.

Оценка ожидаемого (50 % вероятность обнаружения) первоначального размера трещины после
изготовления, производства и применения методов NDT или ожидаемого размера любого обнаруживаемого
дефекта.

Определение циклического роста трещины в предполагаемой плоскости роста трещины.

Определение конечного размера трещины.

Интеграция отношения распространения усталостной трещины к долговременному
распределению размаха напряжений для определения количества расчетных циклов роста трещины.
В механике разрушения, основанной на оценке усталости, величина распространения трещины за
каждый усталостный цикл, da/dN, является функцией коэффициента интенсивности циклического напряжения,
ΔK, как указано ниже:
K  S  Y    a
(C.47)
где
S
номинальный (поверхностный) размах напряжений;
Y
поправочный коэффициент интенсивности напряжений;
a
глубина трещины для поверхностных дефектов или половина глубины для внутренней трещины.
Как только рассчитывается ΔK, соответствующий рост трещины за цикл, da/dN, может определяться по
линейным константам роста для материала, C, и, kcg:
da
k
 C    K  cg
(C.48)
dN
Расчетным количеством проектных циклов до разрушения, Np, является количество циклов, требуемое
для распространения трещины от первоначального размера трещины, a0, до допустимой конечной глубины
трещина, af. Это может быть определено с помощью вычисления интеграла уравнения Париса (Paris) как
показано в Уравнении (C.49):
af
Np 
da
 C   K  k cg
K  K th
(C.49)
a0
где ΔKth является пороговым значением диапазона коэффициента интенсивности напряжений, ниже
которого не происходит рост усталостной трещины.
Рекомендации по усталостному анализу трещин, т.е. уравнения распространения трещины, параметры
роста трещины, C и kcg, диапазон пороговых значений роста трещин, расчет диапазона коэффициента
интенсивности напряжения и т.д., могут быть найдены в BS 7910 [16], API RP 579 [10] или других
общепринятых нормах.
При анализе роста усталостной трещины следует допускать рост трещины, как по глубине, так и по
ширине, и рассчитывать распределение напряжения по толщине и окружности нормально к плоскости
распространения трещины.
180
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Первоначальный размер трещины, используемый для расчета проектных циклов распространения
трещины, следует основывать на методе NDT, который использовался или будет использоваться. Если
использовался NDT для измерения длины поверхностной индикации, то следует принять допущение
относительно глубины и формы предполагаемой первоначальной трещины. Поверхностный дефект у
концентратора напряжения, например, вершина или корень сварного шва, следует принимать
полуэллиптическим с отношением глубины к общей поверхностной длине больше 5. Используемый
первоначальный размер трещины может основываться на возможности NDT, определяемой как 50 %
вероятности уровня обнаружения для применяемого метода.
Для поверхностных трещин, начинающихся от перехода между сварным/основным материалом, за
глубину трещины можно принимать 0,15 мм, если нет какой-либо другой документально оформленной
информации. Эти поверхностные трещины возникают из-за подрезов или микротрещин у основания подрезов. В
качестве предполагаемого отношения глубины трещины к общей поверхностной длине следует принимать
меньшее значение, например, меньше 1:5. Небольшая шлифовка этих мест может рассматриваться как удаление
подрезов, увеличение надежности NDT и улучшение усталостных свойств.
Для односторонних кольцевых сварных швов затруднительно обнаруживать при NDT дефекты типа
неполного проплавления. Обычные глубины дефектов между 1,0 мм и 2,0 мм могут рассматриваться в практике
как пределы обнаружения корневых дефектов с использованием имеющейся техники UT. При хорошем качестве
UT, при оценке усталости может использоваться первоначальный размер трещины корня 1,5 мм  10 мм. Сварка
вольфрамовым электродом в среде инертного газа корневого прохода в комбинации с небольшими
эксцентриситетами кольцевых сварных швов может рассматриваться как улучшение качества корня сварного
шва на усталость. Подготовка труб/компонентов с внутренним гратом и механическая обработка корневого
прохода может также рассматриваться как улучшение качества корня сварного шва на усталость.
Допустимый конечный размер трещины не следует принимать глубже, чем четверть толщины стенки;
см. 7.2.10 (обычная практика) или критический размер трещины, определяемый при оценке усталости при
диаграммном анализе; см. BS 7910 [16] и API RP 579 [10].
Обычно предполагается, что сжимающие напряжения не влияют на распространение трещины. Тем не
менее, для сварных деталей, содержащих остаточные напряжения, обычно следует принимать полный размах
напряжений независимо от его среднего уровня. Необходимо рассматривать только компоненты напряжения
нормально расположенные к плоскости распространения трещины.
Количество проектных циклов может рассчитываться с помощью численного интегрирования скорости
роста трещины. Для подтверждения того, что интервал глубины/ширины трещины достаточно небольшой,
следует повторять расчеты с использованием интервалов с увеличенным размером до тех пор, пока изменение в
рассчитанных количествах проектных циклов будет несущественно.
Размер дефекта, используемый при расчете циклов распространения трещины, для обнаруженных
дефектов следует основывать на точности используемого оборудования при определении длины, высоты, места
и ориентации дефектов, подобных трещине. Зафиксированные усталостные трещины допускаются при
эксплуатации C/WO. Рекомендации по ремонту обнаруженных дефектов шлифовкой см. в C.8.2.
С.8
Повышение усталостной долговечности при производстве
С.8.1
Общие положения
Методы увеличения сопротивления усталости сварных соединений могут быть разделены на две
основные категории:

удаление дефектов сварных швов и изменения формы сварного шва, например, методами
машинной обработки, такими как шлифовкой напильником/кругом, или методами переплавления, такими как
финишная обработка с использованием плазменной сварки/сварки вольфрамовым электродом в среде инертного
газа;

методы остаточных напряжений, например, методы наклёпа или методы перегрузки.
Следует отметить, что улучшение кромки наружной поверхности сварного шва не улучшит усталостную
долговечность, если образование усталостных трещин в корне является наиболее вероятной формой разрушения.
Это предусматривается только для условий, когда корень не рассматривается в качестве критической
первоначальной точки. Наиболее распространёнными методами улучшения циклической долговечности в
181
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
процессе производства райзера C/WO являются профилирование, шлифовка сварного шва, финишная обработка
с использованием сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа и наклёпка. Здесь рассматривается
только шлифовка сварного шва. Наклёпка локальных участков, таких как кромка наружной поверхности
сварного шва, применяется вместе со шлифовкой, когда шлифовка используется с целью удаления
концентраторов напряжений, таких как поверхностные дефекты, и для создания направляющей канавки для
инструмента на участке наклёпа. Как шлифовка, так и наклёп, требуют опыт и подготовку, которые обычно
отсутствуют на производственных площадках. Более подробную информацию см. DNV RPC-203 [17], Fatigue
Handbook [27] и Haagensen [28].
С.8.2
Шлифовка сварных швов
Для сварных соединений, подверженных потенциальному возникновению трещин на кромке наружной
поверхности сварного шва, улучшение сопротивления усталости путем увеличения усталостной долговечности,
как минимум, в два раза, может быть получено с помощью контролируемой местной машинной обработки или
шлифовки кромки наружной поверхности сварного шва. Это делается с целью создания благоприятной формы
для кромки наружной поверхности сварного шва для уменьшения SCF надреза и удаления опасных дефектов у
кромки наружной поверхности сварного шва; см. Рисунок C.11. Необходимо отметить следующее.

Для удаления подрезов следует зачистить кромку наружной поверхности сварного шва для
плавного перехода и углубить ее ниже поверхности с целью удаления дефектов кромки наружной поверхности
сварного шва.

Шлифовку следует продолжить ниже поверхности минимум на 0,5 мм (0,020 дюйма) ниже дна
любых видимых подрезов и обеспечить отсутствие открытых дефектов, используя шлифовальный ротационный
напильник. Следует обеспечить, чтобы следы шлифования располагались под надлежащим углом к оси сварного
шва, но ни при каких обстоятельствах не были параллельны ей.

Не следует превышать максимальную глубину шлифования более 2 мм (0,079 дюйма) или 5 %
толщины, какая из них меньше.

Следует использовать шлифовальный ротационный напильник с минимальным диаметром 6 мм
(0,236 дюйма), образующий минимальный радиус профиля после зачистки меньше 6 мм (0,236 дюйма).

После завершения токовихревой зачистки кромки следует проверить всю поверхность
шлифовки с использованием 100 % визуального контроля и 100 % MPI.

Следует обеспечить, чтобы поверхность шлифовки была свободна от любых трещин или
индикаций, подобных трещинам, и признаков подреза или наплыва.
Шлифовку следует осуществлять в соответствии с детальной процедурой. Следует указать
шлифовальные инструменты, направление, шероховатость поверхности и конечный профиль. Могут быть
подготовлены контрольные образцы типовых соединений и сечений для использования их при приёмке
обработанных сварных швов.
Преимущество шлифовки может иметь место только для сварных соединений на воздухе или
надлежащим образом защищенных от коррозии в морской воде.
Шлифовка также улучшает надежность контроля после производства и в процессе эксплуатации.

Обозначение
dmax
182
максимальная глубина ниже поверхности для зачистки
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
a
Направление шлифовки.
b
Зачистить для удаления кромки подреза.
c
Удалить наплыв до уровня поверхности трубы.
Рисунок C.11 — Шлифовка кромки наружной поверхности сварного шва
С.9
Продленная усталостная долговечность
Продленная усталостная долговечность может рассматриваться, когда расчетная усталостная
долговечность превышает общий срок эксплуатации, умноженный на коэффициент безопасности на усталость. В
другом случае, продленный срок может основываться на результатах контроля наиболее нагруженных участков,
выполняемых в течение всего срока службы райзера. Такую оценку следует основывать на следующем

анализ рассчитанного роста трещин, представляющий характеристики роста трещины, т.е.
длину/глубину трещины как функция времени/количества циклов;

надежность используемых методов контроля, и время, прошедшее после последнего
выполненного контроля. Для контроля поверхностных трещин рекомендуется использовать токовихревой метод
или MPI.
Для сварных соединений, которые были зачищены и проконтролированы на наличие усталостных
трещин, может использоваться следующая процедура для расчета продленной усталостной долговечности. При
удалении материала шлифовкой до глубины приблизительно 1,0 мм (0,039 дюйма) ниже поверхности, и при
отсутствии усталостных трещин при детализированном MPI на рассматриваемом наиболее нагруженном участке
у кромки наружной поверхности сварного шва, усталостное повреждение на этом наиболее нагруженном участке
может опять приниматься как исходное, равное нулю. Если обнаружена усталостная трещина, то следует
провести дальнейшую шлифовку для удаления любой индикации этой трещины. Если при шлифовке удаляется
более 10 % толщины, то влияние этого на увеличенное напряжение следует включить в оценку новой
усталостной долговечности, а также учитывать при контроле пределов прочности, таких как прочность на
разрыв и избыточную пластическую деформацию.
Следует отметить, что при NDT могут возникнуть сложности при контроле усталостных трещин,
распространяющихся от корня сварного шва. При этом усталостная долговечность таких участков не может быть
улучшена шлифовкой поверхности.
Также следует помнить, что если было выполнено восстановление нагруженного участка с помощью
локальной шлифовки обнаруженных трещин, то имеется вероятность, что соседние участки, близко
расположенные к рассматриваемому нагруженному участку, которые не были прошлифованы и которые также
были подвержены существенному усталостному нагружению и могут содержать первоначальные
производственные дефекты.
183
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Приложение D
(нормативное)
Методы оценки сопротивления материалов
D.1
Введение
D.1.1
Цель
В Приложении D приводятся рекомендации и приемочные критерии для методов, которые могут быть
использованы для определения пластического смятия или прочностных характеристик компонентов на
предельные нагрузки. В Приложении D не рассматривается разрушение из-за малоцикловой усталости и потери
устойчивости.
D.1.2
Методы
Пластическое смятие или прочностные характеристики компонентов райзера на предельные нагрузки
следует определять с помощью расчетов или экспериментальных испытаний. Проектирование на базе испытаний
или наблюдения эксплуатационных характеристик следует также подтвердить расчетами.
Расчеты предполагают проектирование с помощью формул и анализа. Проектирование с помощью
формул предполагает определение сопротивления с помощью аналитических формул, например, методы
упругих расчетов или предельных нагрузок. Формулы следует проверять более точным методом, например,
проектированием на основе анализа и/или испытаниями.
Конструирование на основе анализа предполагает использование численных методов (например, метод
конечных элементов или метод граничных элементов), т.е.

анализ в упругом диапазоне;

анализ предельных состояний на основе модели эластичного идеально пластичного материала и
теории малых деформаций;

анализ пластического смятия на основе фактического деформационного упрочнения материала и
теории больших деформаций.
ПРИМЕЧАНИЕ
Проектирование по формуле для толщины стенки трубы (см. 6.5) имеет преимущество перед проектированием
на основе анализа и проектированием на основе испытания.
Экспериментальные испытания могут использоваться для верификации адекватности конструкции;
см. D.2.5.
Оценку усталости следует проводить в соответствии с 6.4.9.
Компоненты напряжений должны объединяться с использованием теории Мизеса (von Mises); тем не
менее, может также использоваться теория максимальных касательных напряжений Треска (Tresca).
D.1.3
Пределы прочности
Расчетная нагрузка, Sd, должна в целом удовлетворять следующему критерию предела прочности:
(D.1)
где
184
Fd
коэффициент безопасности;
Ruc
пластическое смятие или прочностные характеристики; см. 6.2.4;
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Cf
коэффициент расчетных условий; см. Таблицу D.1.
ПРИМЕЧАНИЕ Допустимая нагрузка на компонент устанавливается с помощью коэффициента безопасности для характеристик (предельного)
пластического смятия. Это означает, что общий минимальный запас прочности относительно превышения предела текучести для нормальных эксплуатационных
условий или расчетных условий составляет 1,5 для главных нагрузок. В случае аналитического анализа предельных нагрузок, допустимое напряжение составляет
две трети предела текучести для нормальных расчетных условий.
Таблица D.1 — Коэффициент расчетных условий, Cf
Условие нагружения (случай)
Cf
Расчетная база вида отказа
Сборка (закрепление болтами или
свинчивание) и разборка
(развинчивание)
1,35
Основывается на фактических расчетных
значениях при температуре сборки/разборки
Заводское/FAT гидростатическое
испытание под давлением
1,35
Основывается на фактических значениях при
температуре испытания, флюида
(гидростатического)
Нормальная эксплуатация
1,00
Основывается на корродированной толщине
стенки при расчетной температуре металла
Экстремальная эксплуатация
1,20
Основывается на корродированной толщине
стенки при расчетной температуре металла
Испытание системы под давлением
(в процессе эксплуатации)
1,20
Основывается на корродированной толщине
стенки при температуре испытания
Временная эксплуатация
1,20
Основывается на корродированной толщине
стенки при фактической температуре металла
Аварийное (жизнеобеспечение)
1,50
Основывается на корродированной толщине
стенки при фактической температуре металла
D.2
Избыточная пластическая деформація
D.2.1
Общие положения
В D.2.1 даны положения по контролю избыточной пластической деформации (значительных
пластических деформаций) конструкционных компонентов.
Для компонентов со сложной геометрией и/или сложным нагружением, категоризация напряжений при
анализе в упругом диапазоне требует от аналитика глубоких знаний и экспертного уровня. Это относится
особенно к полям механических напряжений в 3D. Применение упругопластических методов анализа
рекомендуется для случаев, где процесс категоризации может дать неоднозначные результаты.
Использование анализа упругих напряжений и классификацию напряжений для демонстрации
конструкционной целостности для толстостенных компонентов (с отношением диаметра к толщине стенки
меньше 10), работающих под давлением, особенно вокруг конструкционных неоднородностей, может привести к
неконсервативным результатам и не рекомендуется. Причина неконсервативности объясняется нелинейными
распределениями напряжений, связанных с толстостенными сечениями, которые точно представляются путем
предполагаемого линейного распределения напряжений в процедуре категоризации напряжений и
классификации. Неточность интерпретации распределения напряжений повышается при возникновении
пластических деформаций. Например, в случаях, когда рассчитанные пиковые напряжения выше предела
текучести по толщине, размеры которой превышают 5 % толщины стенки, анализ в области линейных
эластичных напряжений может дать неконсервативный результат. В этих случаях рекомендуется
упругопластический анализ напряжений.
Процедуры оценки конструкции на основе анализа в упругом диапазоне обеспечивают только
приблизительную оценку защиты от избыточной пластической деформации. Более точная оценка защиты от
избыточной пластической деформации компонента может быть получена с использованием упругопластического
анализа напряжений для получения предельных нагрузок или нагрузок пластического смятия, оценочных
характеристик деформации и оценки герметичности.
D.2.2
Анализ методом конечных элементов
185
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Полному анализу методом конечных элементов должны подвергаться все детали, которые определяют
прочность и герметичность компонента.
При анализе методом конечных элементов должны быть предусмотрены меры для обеспечения
использования надлежащих типов элементов, разбивки на элементы, отношения/смещения аспектов элементов и
граничных условий. Для определения повышенных напряжений и локальных пластических деформаций с
помощью анализа методом конечных элементов, сетка конечных элементов на критических участках должна
быть мелкой. Более того, важно иметь непрерывную и без резких изменений плотность сетки элементов на
участках, где должны анализироваться напряжения/деформации. Следует проводить анализ чувствительности к
сетке разбиения на элементы для обеспечения точности прогнозирования результатов. Следует предусматривать
проверку конвергентности плотности сетки.
Нелинейный анализ должен проводиться там, где влияние нелинейности значительно, т.е. материал,
трение, контакт и нестабильность (потеря устойчивости). Трехразмерный анализ следует применять для
прогнозирования точного сопротивления для несимметричной геометрии (например, разрезные кольца, болтовые
соединения и болтовые отверстия), несимметричного нагружения и влияния нагрузок для прогнозирования
точного сопротивления. Следует включать в модель контактные элементы для представления взаимодействия
между контактными поверхностями, например, контакт между витками резьбы, двойной/одинарный упорный
торец для резьбовых соединений, опорные поверхности фланцев, посадочная/уплотнительная поверхность,
гайка/фланец.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Метод анализа в упругом диапазоне требует разделения напряжений на главные и дополнительные категории
напряжений. Это не всегда эффективно. Один из примеров - классификация напряжений свинчивания бугеля фланца. Упругопластический
анализ не требует категоризации на главные и вспомогательные напряжения, и даёт единственный результат (который категоризация
напряжений, в целом, не дает). Более того, упругопластический анализ методом конечных элементов дает более реалистическое и точное
моделирование напряжений, деформаций и перемещений, чем упругий анализ методом конечных элементов, включая перераспределение
локальных нагрузок из-за пластических деформаций до максимальной несущей способности или сопротивления.
Если соединитель не может быть рассмотрен как осесимметричный, а труба подвергается эффективному
натяжению, Te, и изгибающему моменту, Mbm, то момент не может быть переведен в эквивалентную осевую
нагрузку. Общая осевая нагрузка, действующая на трубу, может быть выражена Уравнением (D.2):
Ttot  Te  Teq
(D.2)
где эквивалентное натяжение из-за изгибающего момента, Mbm, представляется Уравнением (D.3):
T eq 
M bm  r
32  t 2  ( D o  t 2 ) 2
 Ac  M bm 
4
I
D 4  D  2t 
o
o
(D.3)
2
где
Teq
эквивалентное эффективное натяжение из-за изгибающего момента;
r
средний радиус трубы;
I
момент инерции трубы;
Ac
площадь поперечного сечения трубы;
t2
толщина стенки трубы без допусков;
Do
указанный или номинальный наружный диаметр трубы.
Эта концепция эквивалентного эффективного натяжения простая и немного консервативная, особенно
для компонентов, где передающий нагрузку диаметр в компоненте существенно отличается от среднего
диаметра трубы. Могут также использоваться альтернативные верификационные формулы.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Моделирование болтовых отверстий при осесимметричном анализе фланцев методом конечных элементов
требует расчета искусственно сниженных, или модифицированных, свойств материала. Это необходимо для учета измененной жесткости изза неоднородности отверстий. Этот подход не рекомендуется для упругопластического анализа предела прочности, и требуются некоторые
типы 3D анализа, либо анализ половины болтового сектора для симметричного нагружения или половины фланца для нагружения
изгибающим моментом. Отмечается, что овальность поперечного сечения трубы из-за изгибающего момента не принимается во внимание
при осесимметричном анализе.
186
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Для основных компонентов, несущих нагрузку, должны быть представлены графически и оцениваться
кривые распределения нагрузок, например, фланец и болты, в дополнение к контактным нагрузкам, например,
давление уплотнения и контактное (несущее) давление относительно нагрузки. Должно рассматриваться влияние
допусков, особенно для размеров уплотнительных колец и диаметров посадки. Следует проводить анализ на
чувствительность к следующим значимым параметрам:

допуск на геометрию, например, уплотнительная система и SCFs;

трение;

предварительное нагружение;

расчетная прочность материала деталей в компоненте, включая трубу, сварные швы, болты и
т.д.
Для уплотнений, работающих в качестве основных несущих компонентов, их сопротивление
конструкции должно оцениваться с включением характеристик герметичности в процессе свинчивания и
последующих условий нагружения. Должны оцениваться как высокое, так и низкое внутреннее давление в
комбинации с наружным давлением.
Модель для анализа методом конечных элементов должна включать достаточную длину сопряженной
трубы для предупреждения граничных эффектов. Должны анализироваться сварные швы соединенных труб.
Особое внимание должно уделяться SCF в сварных швах, связанных с соединителем или компонентом, как у
внутреннего, так и у наружного диаметра.
D.2.3
Упругий анализ — Категоризация напряжений
В Таблице D.2 приведены пределы линеаризованных напряжений, удовлетворяющих расчетным
нагрузкам, включая чистый сдвиг и статические несущие нагрузки.
Проверки прочности должны выполняться для всех сечений соответствующих компонентов в
дополнение к прилегающим сечениям труб, где напряжения зависят от компонента.
В случае фланцев, следует проверять цилиндрическую часть, параллельную оси фланца, и часть,
содержащую окружность болтовых отверстий.
Для того чтобы оценить напряжения, возникающие от проектных нагрузок, они должны быть вначале
линеаризованы. Линеаризованные напряжения должны быть разделены на главные и дополнительные
напряжения.
Рассчитанные напряжения должны быть правильно разложены на главные и дополнительные
напряжения. Для изначально предварительно нагруженных компонентов отделение главных и дополнительных
напряжений является первоочередной задачей для последующего анализа условий нагружения. В этих случаях
следует выполнять упругопластический анализ или следует прикладывать аналитические предельные нагрузки.
Для компонентов райзера критерии допустимых напряжений, приведенные в Таблице D.2, применимы
для значений комбинированного напряжения по Мизесу, полученных от компонентов с линеаризированными
напряжениями. Если возникают напряжения сжатия, то должна оцениваться потеря устойчивости.
Если напряжения от предварительного нагружения или температурного расширения рассматриваются
как дополнительные, то изготовитель должен показать, что любая постоянная деформация от предварительного
нагружения не приводит к потере какой-либо необходимой функциональной способности.
Напряжения болтов должны быть ограничены значениями, представленными в Таблице D.2. Должны
быть определены количество и площадь поперечного сечения болтов, необходимых для сопротивления главным
нагрузкам. Анализ болтовых креплений должен рассматривать «рычажные эффекты», при которых болты
нагружаются от поворота контактных поверхностей.
Средним касательным напряжением является среднее напряжение в поперечном сечении, параллельном
направлению приложения нагрузки. Примером этого напряжения является среднее напряжение вдоль впадин
витков резьбы при приложении осевой нагрузки к соединителю. Средние пределы чистого сдвига в Таблице D.2
основываются на 90° торцах. Для определения предельных нагрузок для других углов торца могут
использоваться поля линий скольжения.
187
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица D.2 — Категории напряжений и пределы напряжений
Линеаризованное эквивалентное
напряжение по Мизесу
Допустимое напряжение
Общее
Болты (зона впадины)
Общее поверхностное главное
напряжение, Pm a, д
Локальное главное поверхностное
напряжение, Pl б
NA
Главное поверхностное (общее или
локальное) плюс главное изгибающее
напряжение (Pm + Pbs) or (Pl + Pbs)
Главное (P) плюс дополнительное (Qs)
поверхностное + изгибающее
напряжение
NA
Главный-плюс-дополнительный размах
напряженийв
(Pm + Pbs + Qs) or (Pl + Pbs + Qs)
Главный средний сдвиг, Psh
Среднее изгибающее напряжение,
Pbr е, ж
NA
a Общие поверхностные главные напряжения для труб, соединенных с компонентом, обеспечиваются
критерием толщины стенки, следовательно должны контролироваться этим методом.
б Расстояние, свыше которого главное поверхностное напряжение, P , превышает 0,75 предела текучести, не
l
r

t
следует продолжать в осевом направлении более чем на
2 .
в Был установлен предел компонента по главному-плюс-дополнительному размаху напряжений для
обеспечения защемления в упругих условиях после нескольких повторений максимального рабочего размаха
нагрузок. При определении максимального главного-плюс-дополнительного размаха напряжений, может быть
необходимо рассмотрение совмещения циклов различных происхождений, которые обеспечивают общий
размах больше чем любые индивидуальные циклы.
г Дополнительные напряжения после болтовой сборки включают напряжения от предварительного
нагружения и теплового расширения.
д В процессе болтовой сборки напряжение болта является главным.
е В случае когда расстояние до свободной кромки больше чем расстояние, на котором прикладывается
опорная нагрузка, напряжение смятия может быть увеличено на 1,5.
ж Когда опорные нагрузки прикладываются к деталям, имеющим свободные кромки, такие как выступающий
край, следует рассмотреть возможность разрушения от сдвига.
Средним напряжением смятия является напряжение, нормальное к контактным поверхностям между
частями компонента. Для соединителя, нормальные напряжения между сопряженными резьбами, у
предварительно нагруженных торцев или между шайбами, кулачками и т.п., и корпусом соединителя, являются
примерами напряжений смятия. В качестве альтернативы может допускаться высокое напряжение смятия,
обеспечивая при этом, что эта характеристика документально оформлена с помощью испытаний или расчетов, и
что какая-либо постоянная деформация не ухудшает функциональность компонента.
Для расчета эквивалентного напряжения по Мизесу три главных компонента напряжений для
линеализированных компонентов суммируются следующим образом:
 eq 
где
188
1
2

 1   2  2   1   3  2   2   3  2
(D.4)
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
σeq
эквивалентное напряжение по Мизесу;
σ1 , σ2 , σ3
главные напряжения в направлениях соответственно 1, 2 и 3.
В случае, когда направления главных напряжений одинаковы для условий a и b, размахи главных
напряжений определяются Уравнениями от (D.5) до (D.7):
 Δ  1   1  a   1  b
(D.5)
 Δ  2   2  a   2  b
(D.6)
 Δ   3   3  a    3  b
(D.7)

)1,
)2
)3 размахи главных напряжений в направлениях соответственно 1, 2 и 3.
Размах эквивалентного напряжения между условиями нагружения a и b определяется Уравнением (D.8):
1
2
2
  Δ  1   Δ  2    Δ  1   Δ  3    Δ  2   Δ  3 






2
Δ eq 
2
(D.8)
Линеаризация предусматривает поиск линейного распределения, с такими же эквивалентными
нагрузками и моментом, что и для фактического распределения, для каждого распределения компонента
напряжения по толщине сечения.
Компоненты поверхностного напряжения являются постоянным напряжением по толщине стенки, w,
вдоль сегмента опорной линии представляются Уравнением (D.9):
1
t
t
2
m  
    rs drs
(D.9)
t

2
где
σm
поверхностное напряжение;
σ
напряжение;
t
толщина стенки;
rs
радиус сечения.
Компоненты изгибающего напряжения на обоих концах сегмента опорной линии представлены
Уравнением (D.10):
b  
6
t2
t
2
   rs   rsdrs
(D.10)
t

2
где σb является изгибающим напряжением, а остальные переменные соответствуют Уравнению (D.9).
Для линейных напряжений по сечению (толщине), например, в трубе, подвергнутой простому изгибу,
поверхностные и изгибающие компоненты должны рассчитываться следующим образом:
m 
 int   o 
b  
2
 int   o 
2
(D.11)
(D.12)
где
σint
напряжение на внутренней стороне стенки;
189
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
σo
напряжение на наружной стороне стенки.
Не рекомендуется линеаризация напряжений сдвига. Вместо этого, для расчета эффективных
напряжений по Мизесу будет достаточно среднее значение по сечению. Также для поверхностных плюс
изгибающих проверок на наружном или внутреннем диаметре компонента, который работает под внутренним
или наружным давлением, для радиального компонента напряжения будет целесообразно использование
фактических значений давления.
В случаях, когда кручение является значительной наружной нагрузкой, среднее,
рассматриваемом поперечном сечении может быть приближенно оценено по Уравнению (D.13):
 r 
M T  rm
J
r ,
в
(D.13)
где
MT
приложенное кручение;
rm
средний радиус сечения;
J
полярный момент инерции сечения.
ПРИМЕЧАНИЕ
D.2.4
API RP 2RD:1998, Приложение C [2], показывает как использовать этот метод.
Упругопластический анализ методом конечных элементов
Упругопластические методы конечных элементов могут использоваться для определения предельной
нагрузки или пределов пластической нагрузки и функциональности. Допустимая нагрузка на компонент
устанавливается с помощью использования коэффициента безопасности для характеристик пластического
смятия (предела прочности); см. D.1.3. Анализ упругопластических напряжений обеспечивает более точную
оценку защиты компонента от повышенных пластических деформаций по сравнению с упругим методом (см.
D.2.3), так как более точно аппроксимирует фактическое поведение конструкции.
Должна быть разработана модель конечных элементов компонента, включая все существенные
геометрические характеристики. Должна быть выбрана сетка, используемая для анализа методом конечных
элементов, для точного моделирования геометрии компонента, граничных условий и прикладываемых нагрузок.
Дополнительно, должно обеспечиваться измельчение расчётной сетки вокруг участков напряжений и
концентраторов напряжений. Может потребоваться анализ одной или более моделей конечных элементов для
подтверждения того, что в компоненте достигнуто точное описание напряжения и деформаций. Шпильки и
болтовое крепление могут моделироваться с использованием балочных элементов или объемных элементов в
зоне впадин, не учитывая какие-либо локальные концентрации в витках резьбы.
Целостность уплотнения должна оцениваться по распределению контактных напряжений между
уплотнительными поверхностями. Характеристики распределения контактных напряжений уплотнения, такие
как длина, ширина и общая форма, обеспечивают основное влияние на уплотнительные свойства.
ПРИМЕЧАНИЕ
Анализ предельных состояний основывается на модели эластичного идеально пластичного материала и
теории малых деформаций. Пластический анализ базируется на фактическом деформационном упрочнении материала и теории больших
деформаций.
Анализ методом конечных элементов должен основываться на критерии текучести по Мизесу и
ассоциированном законе текучести. Можно допускать изотропное деформационное упрочнение. Напряжение
при текучести обычно определяется как напряжение, соответствующее 0,5 % общей деформации; см. 6.4.6. Это
соответствует постоянной пластической деформации 0,2 %. Полученные кривые напряжение-деформация
должны отражать этот эффект. Сопротивление компонента может быть установлено путем пропорционального
увеличения всех нагрузок, включенных в случай нагружения, до тех пор, пока компонент перестанет
выдерживать нагрузку и/или будет иметь место значительная пластическая деформация, которая ухудшает
функциональные характеристики компонента или ускоряет его рассоединение. Предельная или пластическая
нагрузка должна определяться как минимальное значение из следующего:
a)
общий критерий, нагрузка, которая приводит к общей нестабильности конструкции, т.е.
максимальная нагрузка; для оценки следует использовать предел основной деформации конструкции в D.2.5;
190
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
b)
критерий локального разрушения, нагрузка, при которой эквивалентная пластическая
деформация по Мизесу превышает критерий, приведенные в Уравнении (D.14), в любой точке компонента:




 peq u min 0,1; 0,5   1 
 y 

 u  
(D.14)
где
εpeq
эквивалентная пластическая деформация;
σy
расчетный предел текучести при проектной температуре;
σu
расчетный предел прочности на растяжение при проектной температуре.
c)
Критерий функциональности, который ограничивает возможность неудовлетворительной
работы, должен быть удовлетворительным на всех участках компонента при приложении расчетных нагрузок,
т.е. функциональность должна поддерживаться после воздействия как нормальных, так и экстремальных
нагрузок. Если это указано заказчиком, то функциональность должна поддерживаться после воздействия
аварийных нагрузок. Критериями функциональности являются следующие примеры.

Нагрузка, вызывающая утечку флюида, т.е. контактное давление меньше, чем давление
удерживаемого флюида, умноженное на соответствующий коэффициент безопасности; см. Приложение H.

Нагрузка вызывает превышение сопротивления трения и разъединение резьбы/кулачков.

Нагрузка вызывает постоянные деформации до величины, при которой компонент теряет
функциональную способность, например, многократного свинчивания/развинчивания соединителя, повторной
фиксации соединителей нижнего соединительного узла райзера для ремонтных работ в скважине, потеря
предварительной нагрузки, что может вызывать утечку или повреждение от усталости/фретинга.
Пластическая приспосабливаемость без защемления обеспечивается автоматически для случаев, в
которых прикладывается только главное циклическое нагружение (контролируемая нагрузка), а
комбинированные амплитуды нагружения в каждой точке цикла не превышают предельную или пластическую
нагрузку; следовательно, для этих случаев проверки пластической приспосабливаемости не требуются.
Защемление следует рассматривать для циклического дополнительного (контролируемое перемещение)
нагружения плюс главное (контролируемая нагрузка) нагружение. Для проверок защемления не следует
использовать изотропное деформационное упрочнение. Если нагружение при контролируемой нагрузке и
перемещении категоризируется как главное, то для проектных целей проверки приспосабливаемости не
требуются.
Критерии, используемые для определения предельных и пластических нагрузок, предполагают
отсутствие дефектов, жесткое и вязкое поведение материала в дополнение к усилению сварного шва (см. 7.2.14),
если применимо. Следует использовать механику разрушения для оценки возможных дефектов; см. 7.2.10.3.
Типовые результаты при анализе пластического смятия включают следующие кривые: нагрузка
(момент) по отношению к перемещению (вращению)/эквивалентных пластических деформаций для всех
основных компонентов конструкции, нагрузка по отношению к разъединению поверхностей бугеля, нагрузка по
отношению к экструзионному зазору и нагрузка по отношению к контактным нагрузкам на прокладках
(линейная нагрузка) для низкого и проектного давления. Эти кривые должны оцениваться после определения
пластической или предельной нагрузки.
D.2.5
Испытание – пластическая (сминающая) нагрузка
Для определения пластической (сминающей) нагрузки обычно достаточно единичного испытания. В
случае испытаний пластических нагрузок разрешаются только натурные испытания, если испытатель не докажет
достоверность используемых правил масштабирования. Общее руководство по испытанию под нагрузкой
приведено в Приложении I.
Испытание и интерпретация результатов должны учитывать поправки на влияние материала,
добавленного к толщине элементов, такие, как допуск на коррозию или влияние другого материала, которые не
могут рассматриваться в качестве упрочнения детали.
Следует использовать тензодатчики с точностью 0,005 % или выше. Используемые тензодатчики и
цемент должны быть надежными для значений деформации, как минимум, на 50 % выше ожидаемых.
191
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Тензодатчиками должны снабжаться достаточное количество участков для обеспечения того, чтобы
измерения были выполнены в наиболее критических зонах. Тензодатчики или устройства измерения отклонений
должны размещаться таким образом, чтобы получать результаты от главного нагружения и не учитывать
результаты дополнительного нагружения или пиковых эффектов.
При испытаниях для измерения отклонений нагрузки наносятся на ось ординат, а измеренные
отклонения на ось абсцисс. При испытаниях, при измерении тензодантчиками, нагрузки наносятся на ось
ординат, а максимальные главные деформации на поверхности на ось абсцисс.
Испытательная пластическая (сминающая) нагрузка (характеристика предела прочности) должна
приниматься как нагрузка, которая создает измеренную деформацию не более 2 %, т.е. главная деформация
конструкции не должна превышать 2 %. Предел деформации должен основываться на фактической деформации
компонента из-за воздействия главных нагрузок. Поэтому, тензодатчики должны размещаться таким образом,
чтобы получать результаты от главного нагружения и не учитывать результаты дополнительного нагружения
или пиковых эффектов.
Давление или нагрузка должны прикладываться с такой дискретностью, чтобы колебание деформации
относительно нагрузки могли быть нанесены на график для определения отношения деформации к нагрузке в
упругом диапазоне и упругопластическом диапазоне. Для оценки экспериментальных результатов должны
выполняться расчеты.
Пластической нагрузкой, используемой для проектных целей, должна быть испытательная пластическая
нагрузка, умноженная на отношение заданного предела текучести материала при проектной температуре к
фактическому, измеренному при испытании, пределу текучести материала при температуре испытания.
Предельная нагрузка при нормальном режиме эксплуатации определяется по Уравнению (D.15):
Rnc 
 y
2
 R c,test 

3
 act



(D.15)
где
Rnc
предельная нагрузка при нормальном режиме эксплуатации;
Rc,test предельная нагрузка (сопротивление);
σy
предел текучести, используемый в проекте при максимальной проектной температуре; см. 6.4.6;
σact
фактический средний (минимум три образца) предел текучести испытательных образцов при
температуре испытания.
Фактический средний предел текучести,σact, не должен быть меньше проектного предела текучести, σy.
Испытательные образцы должны представлять фактическую прочность испытываемого компонента в заводском
исполнении. Если фактический предел текучести определяется только по испытанию, требуемому по
техническим условиям на материал, то допустимая проектная нагрузка должна составлять 0,80 от значения,
определенного по Уравнению (D.15).
192
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Приложение E
(информативное)
Примерные расчеты для проектирования труб под давлением
E.1
Введение
Целью Приложения E является иллюстрация проектирования труб под давлением в соответствии с
настоящей частью ISO 13628. В примере проектирования конструкций основными являются следующие шаги:

установить исходные данные для проектирования;

определить требуемый минимальный внутренний диаметр по требованиям проходного шаблона;

определить требуемую толщину стенки на разрыв (удержание давления);

определить сопротивление максимальному наружному давлению и проверить на потерю
устойчивости от окружных напряжений.
Общий анализ и проверка на влияние комбинированного нагружения не включаются.
E.2
Исходные данные для проектирования
Номинальное значение давления 69,0 МПа (10 000 фунт/дюйм2) и класс температуры K.
E.3
Первоначальное задание размеров
E.3.1
Введение
Целью первоначального задания размеров является получение предварительных размеров для труб
райзера. В некоторых случаях, при этом могут так же выполняться оценки размеров отдельных компонентов
райзера (т.е. силовых секций, натяжной секции и секции скольжения). При выполнении анализов, включенных в
эту задачу, обычно используются ручные методы вычисления.
Для определения размеров труб необходимы следующие исходные данные:

внутренний диаметр с допусками на овальность, толщину стенки и коррозию;

проектные прочностные характеристики материала и модуль Юнга;

внутреннее и наружное проектное давление.
Теперь может быть определена толщина стенки, гарантирующая
ж)
удержание максимального чистого внутреннего давления (разрыв); см. 6.5.2.2;
з)
надлежащую прочность на чистое внешнее давление, простую потерю устойчивости от окружных
напряжений; см. 6.5.2.3.
Предварительные размеры труб и конструкции компонентов, выполненные на этом этапе, следует
определять достаточно точно, чтобы обеспечить незначительные модификации на этапе детального
проектирования/анализа. Для отдельных задач или групп задач могут потребоваться несколько
последовательных аппроксимаций для определения размеров труб и конструкций компонентов.
E.3.2
Минимальный внутренний диаметр
Минимальный внутренний диаметр трубы, Dint,min, на котором следует основывать определение
размеров; см. Рисунок E.1:
193
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
а)
проходной диаметр, Ddrift; см. классы шаблонов в настоящей части ISO 13628; в нашем
примере, 129,29 мм (5,09 дюйма);
б)
овальность трубы (на концах и в середине трубы), f0; в нашем примере, 0,005;
в)
выпуклость корневого сварного шва (высота) относительно диаметра корня, Dweld; например,
1,5 мм (0,059 дюйма);
г)
центрирование трубы/соединителя (допуски
центрирования трубы, Dalign; например, 1,5 мм (0,059 дюйма);
на
стыковку)
относительно
диаметра
д)
минимальный проходной зазор относительно проходного диаметра, Dclear; например, 2,0 мм
(0,079 дюйма).
Минимальный внутренний диаметр, Dint,min, выраженный в миллиметрах (дюймах), трубы
определяется Уравнением (E.1):
= 135,0 мм (5,315 дюйма)
(
E.1)
Обозначение
1
труба
2
сварной шов
Do
номинальный наружный диаметр
Ddrift
основной проходной диаметр
Dint
номинальный внутренний диаметр
Hwrf
выпуклость корневого сварного шва (высота)
xpca
допуск на центрирование трубы/соединителя
Dclear минимальный диаметральный зазор проходного шаблона
Рисунок E.1 — Минимальный внутренний диаметр
E.3.3
Расчет минимальной толщины конструкции на разрыв от давления
Отрицательный допуск обычно дается как процент номинальной толщины для бесшовных труб, и как
абсолютный показатель для сварных труб.
Критерий на разрыв определяет минимальную требуемую толщину, t1.
Основываясь на вышеописанном типе разрушения, минимальная требуемая толщина стенки для прямой
трубы без припусков и допусков, t1, можно рассчитывать по Уравнению (E.2) для трубы с заданным наружным
диаметром:
194
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
t1 
Do

(E.2)

1,1  Fb   y   u
1
p int,d  p o,min
или по Уравнению (E.3) для трубы с заданным внутренним диаметром, Dint (минимальный диаметр для
условий прохождения шаблона):
t neg 

D int   1 
  2  t ca

100 

t1 
1,1  Fb   y   u 
t neg  
t neg
 1 
 1 


p int,d  p o,min
100  
100



(E.3)



где
Dint  D o  2  t n
(E.4)
Do
заданный или номинальный наружный диаметр;
Fb
коэффициент безопасности на разрыв от давления трубы;
σy
предел текучести, используемый в конструкции для максимальной проектной температуры;
σu
температуры;
pint,d
предел прочности на растяжение, используемый в конструкции для максимальной проектной
внутреннее проектное давление;
po,min минимальное наружное гидростатическое давление;
tca
припуск на коррозию/износ/эрозию;
tn
номинальная (заданная) толщина стенки трубы;
tneg
процентный отрицательный допуск на толщину стенки;
t1
минимальная толщина стенки трубы без припусков и заводских допусков, как установлено.
Таким образом, минимальная номинальная или задаваемая толщина стенки определяется по Уравнению
(E.5):
t n Wt 1  t fab  t ca
(E.5)
где tfab является абсолютным значением отрицательного допуска, принимаемого по техническим
условиям/стандарту на материал.
ПРИМЕЧАНИЕ
E.3.4
Давление заводского/FAT испытания не определяет толщину стенки.
Расчет сопротивления потери устойчивости (смятию) от окружного давления
Минимальное давление потери устойчивости (смятия) от окружного давления, pc,min, для наружного
давления следует рассчитывать по Уравнению (E.6):
2
2
 p p,min
 p c,min  p el,min    p c,min
  p c,min  p el,min  pp,min  2  f 0 
Do
t1
(E.6)
где
pel,min минимальное давление упругой потери устойчивости (смятия) от окружного напряжения
(нестабильность) поперечного сечения трубы;
195
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
pp,min минимальное пластическое давление при потере устойчивости (смятия) от окружного
напряжения поперечного сечения трубы;
f0
первоначальная овальность;
Do
заданный или номинальный наружный диаметр трубы;
t1
минимальная толщина стенки трубы без припусков и заводских допусков, как установлено; см.
6.5.2.1.
Это уравнение может быть преобразовано в Уравнение (E.7):
 p c,min

 p p,min

3

 p c,min
 

 p p,min


2

 p c,min
 

 p p,min


 
f  D o  p el,min
  1  2  0

 p c,min
 
t1

 
  p el,min
0
 
  p p,min

(E.7)
Решение к Уравнению (E.7) дается в Уравнениях с (E.8) по E.15):
p c,min  y 
1
b
3
b   p el,min
(E.9)
 2
D 
c    p p,min
 2  p p,min  p el,min  f 0  o 
t1 

(E.10)
2
d  p el,min  p p,min
(E.11)
u
1  1

  b2  c
3  3

(E.12)
v
1  2
1


b3  bc  d 
2  27
3

(E.13)




3 
  u  
  arccos 
v
 
y  2  u  cos   
3 3
196
(E.8)
(E.14)
(E.15)
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Приложение F
(информативное)
Руководство по поставке
В Приложении E приводится руководство по заказу и поставке райзеров в соответствии с областью
применения, определенной в настоящей части ISO 13628. Значения, принятые для всех параметров в
технических спецификациях, но не указанные покупателем, в исходных данных следует указывать
изготовителю.
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Клиент:
Ссылочные данные клиента:
Проект:
Телефон:
Расположение:
Факс:
Контактный специалист покупателя:
Дата запроса:
Требуемое соответствие ISO 13628-7? Да Нет
Требуемая дата ответа:
ТИП СИСТЕМЫ
ПОДВОДНАЯ ЁЛКА
C/WO РАЙЗЕР
Вертикальная ёлка
 Да Нет
Двуствольный НКТ райзер
Горизонтальная ёлка
 Да Нет
Неинтегрированный
райзер
двуствольный  Да Нет
Другая
Указать
Интегрированный
райзер
двуствольный  Да Нет
ОРИЕНТАЦИЯ ТРУБОДЕРЖАТЕЛЯ НКТ
 Да Нет
Концентрический райзер
 Да Нет
Пассивная
 Да Нет
Райзер из бурильных труб
 Да Нет
Активная
 Да Нет
Райзер из обсадных труб
 Да Нет
МЕТОД ЭКСПЛУАТАЦИИ В ОТКРЫТОМ МОРЕ Другой
Направляющие
 Да Нет
Без направляющих
 Да Нет
Указать
197
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ
Компоненты режима трубодержателя?
спуска  Да Нет
Инструмент
для
трубодержателя
Инструмент для спуска колпака  Да Нет
устьевой ёлки
ориентации  Да Нет
Соединение для
трубодержателя
Подводная испытательная ёлка
 Да Нет
подводной  Да Нет
Разъединитель
испытательной ёлки
Аварийное соединение (слабое  Да Нет
звено)
Компоненты режима устьевой ёлки?
спуска  Да Нет
Инструмент
для
трубодержателя
Общие
компоненты
режимов
трубного
держателя и
ёлки
 Да Нет
Силовая секция
 Да Нет
Гибкое соединение
 Да Нет
WCT-BOP
 Да Нет
 Да Нет
Блок аварийного разъединения
 Да Нет
 Да Нет
Аварийное соединение (слабое  Да Нет
звено)
 Да Нет
Срезное соединение
 Да Нет
Селектор канала
 Да Нет
Селектор канала
 Да Нет
 Да Нет
Удерживающий клапан
 Да Нет
Удерживающий клапан
 Да Нет
 Да Нет
Лубрикаторный клапан(ы)
 Да Нет
Лубрикаторный клапан
 Да Нет
 Да Нет
Стандартные секции райзера
 Да Нет
Стандартные секции райзера
 Да Нет
 Да Нет
Патрубки
 Да Нет
Патрубки
 Да Нет
 Да Нет
Натяжная секция
 Да Нет
Секция скольжения
 Да Нет
Секция скольжения
 Да Нет
 Да Нет
Вертлюг
 Да Нет
Вертлюг
 Да Нет
 Да Нет
Надводная ёлка
 Да Нет
Надводная ёлка
 Да Нет
 Да Нет
Переводник гибких НКТ/троса
 Да Нет
Переводник гибких НКТ/троса
 Да Нет
 Да Нет
для  Да Нет
 Да Нет
Циркуляционная
троса
головка
для  Да Нет
Циркуляционная
троса
головка
Натяжная рама надводной елки
 Да Нет
Натяжная рама надводной елки
 Да Нет
 Да Нет
Спайдер для подвешивания
 Да Нет
Спайдер для подвешивания
 Да Нет
 Да Нет
свинчивания  Да Нет
 Да Нет
Головки для испытания секций  Да Нет
райзера на давление
 Да Нет
с  Да Нет
 Да Нет
и  Да Нет
 Да Нет
 Да Нет
 Да Нет
силовая  Да Нет
 Да Нет
 Да Нет
 Да Нет
управляющая  Да Нет
 Да Нет
свинчивания  Да Нет
Инструмент для
секций райзера
Головки для испытания секций  Да Нет
райзера на давление
Инструменты
райзером
Головка
для
циркуляции
для
работы
глушения
Гидравлическая
установка
198
Инструменты
райзером
и  Да Нет
Головка
для
циркуляции
силовая  Да Нет
Главная управляющая панель
Дистанционная
с  Да Нет
 Да Нет
Хомуты шлангокабеля
Инструмент для
секций райзера
 Да Нет
управляющая  Да Нет
для
работы
глушения
Хомуты шлангокабеля
Гидравлическая
установка
Главная управляющая панель
Дистанционная
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
панель
панель
 Да Нет
Панель аварийного останова
Панель
останова
технологического  Да Нет
 Да Нет
 Да Нет
технологического  Да Нет
 Да Нет
Панель аварийного останова
Панель
останова
 Да Нет
Управляющий модуль райзера
Модуль
контроля
скважины
 Да Нет
Лубрикатор шлангокабеля
Шлангокабель
трубодержателя
ремонта  Да Нет
Лубрикатор шлангокабеля
 Да Нет
 Да Нет
режиме  Да Нет
в
Шлангокабель подводной ёлки
 Да Нет
Шлангокабель подводной ёлки
 Да Нет
 Да Нет
Шкивы шлангокабеля
 Да Нет
Шкивы шлангокабеля
 Да Нет
 Да Нет
ОБЩИЕ ПРОЕКТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
ПРОХОДНОЙ ШАБЛОН
Проектная долговечность (общая)
годы
Тип шаблона эксплуатационного ствола;
см. Таблицу 5
Срок службы (в эксплуатации)
годы
Тип шаблона кольцевого пространства; см.
Таблицу 5
ПРИПУСК НА КОРРОЗИЮ
Припуск на внутреннюю коррозию;
см. 6.4.4
мм
(дюйм)
Припуск на наружную коррозию,
см. 6.4.4
мм
(дюйм)
КЛАССЫ ПРОЕКТНОГО ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ
Внутреннее
давление
Условие внутреннего давления
МПа
(фунт/дюйм2)
Температура
флюида
°C (°F)
Плотность
флюида
Контрольный уровень
кг/м3
(фунт/фут3)
Проектное давление
 Устье  Верх райзера
Наружное давление
 Устье  Верх райзера
Давление испытания системы
 Устье  Верх райзера
Давление испытания FAT
NA
Минимальная температура
(номинальное значение)
°C (°F)
Максимальная
температура °C (°F)
(номинальное значение)
КРИТЕРИИ ГЕРМЕТИЧНОСТИ
Указать любой критерий герметичности, который более жесткий, чем указанные в применяемых нормах или
стандартах (т.е. ISO 10423, ISO 10432, ISO 13628-4 и ISO 13533); см. Таблицу 2.
199
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РЕМОНТА СКВАЖИНЫ — ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО ФЛЮИДА
ДАВЛЕНИЕ, ТЕМПЕРАТУРА И ПЛОТНОСТЬ
Внутреннее
давление
Температура
флюида
Плотность
флюида
Описание
флюида
кг/м3
(нефть, газ,
вода)
(фунт/фут3
)
Условие внутреннего
MPa
°C (°F)
давления
(фунт/дюйм2
)
Контрольный уровень
Проектное давление
 Устье  Верх райзера
Минимум
 Устье  Верх райзера
Испытание системы на
давление
 Устье  Верх райзера
Давление FAT
NA
ДАННЫЕ ПО СОСТАВУ ФЛЮИДА
Тип гидравлического
флюида (указать)
содержания
 Да Нет
Коррозионные агенты?
Спирты?
 Да Нет
Ингибиторы
(твердые
 Да Нет
отложения, парафин и т.д.)?
Ароматические компоненты?
 Да Нет
Нагнетаемые
реагенты?
химические
 Да Нет
Если имеются, то приложить более детальную информацию.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ
РЕЖИМ
ТРУБОДЕРЖАТЕЛЯ
РЕЖИМ ЁЛКИ
Режим эксплуатации
Спектральный
Характерная
диапазон
высота
пиковых
волны
периодов
Диапазон
статического
смещения
судна
Угол
нижнего
гибкого
соединения
Угол
верхнего
гибкого
соединения
м (фут)
с
м (фут)
°
°
NA
NA
NA
NA
Спуск
Посадка и соединение
Натяжение
запирания
для
подтверждения
Испытание системы на давление
Нормальная эксплуатация
Надводное закрытие скважины
Подводное закрытие скважины
Нормальное отсоединение
Быстрое отсоединение
Подвешивание
Натяжение
для
освобождения NA
прихваченного трубодержателя/НКТ
Повреждение натяжного устройства.
Отказ одного устройства натяжения
200
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Повреждение натяжного устройства.
Прихват компенсатора качки
Повреждение якоря
Повреждение
позиционирования
динамического
Макс. вертикальная качка при м
посадке оборудования
(фут)
Макс.
скорость
оборудования
посадки м/с
(фут/с
)
ТРЕБОВАНИЯ К СРЕЗАНИЮ
WCT- BOP?
 Да Нет
Лубрикаторная
трубодержателя?
Надводная ёлка?
 Да Нет
Лубрикаторная арматура, режим ёлки?
Подводная ёлка?
 Да Нет
Срезающее
соединение
колонны гибких НКТ?
отдельной  Да Нет
Удерживающая
арматура,
трубодержателя?
режим  Да Нет
Срезающее соединение
гибких НКТ?
нескольких  Да Нет
Удерживающая
ёлки?
режим  Да Нет
арматура,
арматура,
режим  Да Нет
 Да Нет
Если до, то указать требования.
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РЕМОНТА СКВАЖИНЫ. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
АВТОМАТИЧЕСКИХ ОСТАНОВОВ
Технологический останов?
 Да Нет
Аварийное отсоединение?
 Да Нет
Аварийный останов?
 Да Нет
201
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО ФЛЮИДА РАЙЗЕРА C/WO
ДАВЛЕНИЕ, ТЕМПЕРАТУРА И ПЛОТНОСТЬ
Условие
давления
внутреннего
Внутреннее
давление
Температура Плотность
флюида
флюида
MPa
°C (°F)
(фунт/дюйм2)
Описание
флюида
Контрольный уровень?
(нефть,
3
кг/м
газ, вода)
(фунт/фут3)
Давление при закрытой
скважине на поверхности
Верх райзера
Давление при закрытой
скважине на устье
Устье скважины
Минимальное давление
 Устье  Верх райзера
Максимальное импульсное
давление
 Устье  Верх райзера
Максимальное
давление
глушения скважины
 Устье  Верх райзера
Максимальное
давление
гидроразрыва скважины
 Устье  Верх райзера
Максимальное
давление
интенсификация притока
 Устье  Верх райзера
Максимальное
закачивания
давление
 Устье  Верх райзера
Максимальное
давление
утечки
из
других
источников
(например, управляющих
линий SCSSV)
 Устье  Верх райзера
Приложить подробную информацию об условиях внутреннего давления для эксплуатации в открытом море и
внутри бурового райзера.
ДАННЫЕ ПО СОСТАВУ ФЛЮИДА, ВНУТРЕННИЕ
КАНАЛЫ РАЙЗЕРА C/WO
Содержание NaCl
массовый % воды
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Описание
 бессернистые
сернистые
 Да Нет
Содержание хлоридов
 10–6
Применяется ISO 15156?
Отношение газ-нефть
м3/м3
(фут3/фут3)
Применяется
(указать класс)
ISO 10432?  Да Нет
Спирты?
 Да Нет
Парциальное давление H2S МПа
(фунт/дюйм2
)
Ароматические компоненты?
 Да Нет
Парциальное давление CO2 МПа
(фунт/дюйм2
)
Коррозионные реагенты?
 Да Нет
Hg
г/м3
(фунт/фут3)
Вынос песка
г/с
(фунт/с)
Размер частиц песка
мкм
(мкдюйм)
Ингибиторы
(твердые  Да Нет
отложения, парафин и т.д.)?
Нагнетаемые
реагенты?
202
химические  Да Нет

ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Флюид для заканчивания?
 Да Нет
pH водной фазы
ПРИМЕЧАНИЕ Если имеется, приложить детальные данные о составе флюида. Также приложить детальные
данные о любых ароматических компонентах, коррозионных реагентах, ингибиторах, спиртах, твердых
частицах или нагнетаемых химических реагентах в составе флюида.
ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО ФЛЮИДА БУРОВОГО РАЙЗЕРА И BOP
ДАВЛЕНИЯ
Максимальное
давление МПа
испытания
BOP
ниже (фунт/дюйм2)
трубных плашек
Максимальное скважинное МПа
кольцевое
давление (фунт/дюйм2)
испытания
Максимальное
давление МПа
испытания
BOP
ниже (фунт/дюйм2)
кольцевого превентора
Максимальное скважинное МПа
давление посадки пакера
(фунт/дюйм2)
Максимальное
давление МПа
испытания трубодержателя
(фунт/дюйм2)
ДАННЫЕ ПО СОСТАВУ ФЛЮИДА
Внутренний флюид
Флюид для заканчивания?
 Да Нет
Буровой раствор?
 Да Нет
Морская вода?
 Да Нет
Рассол?
 Да Нет
Дизельное топливо?
 Да Нет
Другой (указать)?
 Да Нет
Максимальная плотность
Минимальная плотность
кг/м3 (фунт/фут3)
кг/м3 (фунт/фут3)
203
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ГЛУБИНА ВОДЫ
Средний уровень воды
Минимальные
колебания
м (фут)
приливные м (фут)
ДАННЫЕ ГРУНТА
Описание
песок)
грунта
(глина,
Сопротивление
недренированному сдвигу
кПа
(фунт/дюйм2)
Эффективный удельный вес
кН/м3(фунт/дю
йм3)
°
Максимальные
колебания
приливные м (фут)
Угол внутреннего трения
Максимальный
нагон
штормовой м (фут)
Должно ли рассматриваться  Да Нет
взаимодействие грунта /
конструкции скважины?
ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА
Минимальная температура
°C (°F)
Максимальная температура
°C (°F)
Если да, приложить детали.
ОБРАСТАНИЕ МОРСКИМИ ОРГАНИЗМАМИ
Минимальная
температура °C (°F)
хранения/транспортировки
Нужно ли рассматривать обрастание  Да Нет
морскими организмами?
Максимальная
температура °C (°F)
хранения/транспортировки
Если да, то дать детализацию о
толщине и плотности по длине райзера
ДАННЫЕ МОРСКОЙ ВОДЫ
Плотность
кг/м3
(фунт/фут3
)
Значение pH
Минимальная температура на °C (°F)
поверхности
Максимальная температура на °C (°F)
поверхности
ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛЬДА
Нужно ли рассматривать воздействие  Да Нет
льда?
Если да, то дать детализацию по
максимальному
обледенению
или
дрейфованию айсбергов и ледяных
полей
ВОЛНОВЫЕ ДАННЫЕ
Минимальная температура на °C (°F)
морском дне
Характерная высота волны м (фут)
или максимальная высота
волны
Максимальная температура на °C (°F)
морском дне
Спектральный
диапазон с
пиковых
периодов
или
диапазон волновых периодов
ДАННЫЕ О ТЕЧЕНИЯХ
Профиль скорости течения
м/с (фут/с)
Волновой спектр
Функции рассеивания
Данные о течениях следует представлять как Диаграмма рассеивания волн (Hs, Tp)
функцию
глубины
воды,
направления
и
повторяемости, включая известные
влияния Волновые данные следует представлять как функцию
локальных явлений течения. Следует также направления и повторяемости
представить сопутствующие профили для анализа
эксплуатационных
ограничений
и
усталости
(ожидаемые профили).
204
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ СУДНА
ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДНА
ВЫШКА И ПОЛ БУРОВОЙ
Тип
судна
(полупогружное
основание/буровое судно/др.)
Максимальная
высота
(буровой элеватор)
Максимальная
воды
Высота пола буровой над базисной м (фут)
линией судна
рабочая
глубина м (фут)
подъема м (фут)
Поворотная
опора
блока/верхнего привода?
талевого  Да Нет
Переходная
опора
блока/верхнего привода?
талевого  Да Нет
Длина
м (фут)
Ширина
м (фут)
Водоизмещение
кН (фунтсила)
Рабочая осадка
м (фут)
Осадка в режиме выживания
м (фут)
Поворотная опора надводной ёлки?
 Да Нет
Размеры буровой шахты
м (фут)
Переходная опора надводной ёлки?
 Да Нет
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Волновые частотные перемещения  Да Нет
судна с точки зрения RAOs и
фазовых углов как функция частоты
продольного
и
поперечного
рыскания, вертикальной, бортовой и
килевой качки и угла рыскания?
Поворотная опора секции скольжения  Да Нет
райзера C/WO?
Переходная опора секции скольжения  Да Нет
райзера C/WO?
Если да, то дать детализацию.
УСТРОЙСТВА НАТЯЖЕНИЯ
Если да, то дать детализацию по RAOs и фазовым
углам как функция частоты.
Количество независимых устройств натяжения
Вертикальное положение исходной м (фут)
точки RAO от базисной линии.
Грузоподъемность каждого устройства Н
натяжения
(фунт)
Положение исходной точки RAO м (фут)
относительно
кормового
перпендикуляра
Динамические характеристики?
 Да Нет
Положение
роторного
стола м (фут)
относительно
кормового
перпендикуляра
Длина хода
м (фут)
Шкивы, положение и высота?
 Да Нет
Определить систему координат RAO
Размеры тросовых петель устройства  Да Нет
натяжения?
Определить курс судна по отношению к встречной Если да, то дать детализацию.
волне (например, 0° или 180°)
Определить единицы измерения RAO и фазовых углов
Перемещения
порядка
судна
второго  Да Нет
Если да, то дать детализацию.
КОМПЕНСАТОР ПЕРЕМЕЩЕНИЯ БУРОВОЙ
ЛЕБЁДКИ
Пассивная
грузоподъёмность Н
компенсатора перемещений
(фунт)
Активная
грузоподъёмность Н
компенсатора перемещений
(фунт)
205
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ
Двухточечный причал?
 Да Нет
Если да, то статическое смещение из- м (фут)
за разрушения отдельной якорной
линии или якоря
Динамические характеристики?
 Да Нет
Длина хода
м (фут)
Если да, то дать детализацию.
ГЕОМЕТРИЯ КОРПУСА
Динамическое позиционирование?
 Да Нет
Размеры буровой шахты?
 Да Нет
Допуск на позиционирование
 м (фут)
Расстояние между понтонами?
 Да Нет
Снос
судна
из-за
временного  Да Нет
прекращение энергоснабжения?
Расстояние
понтонов?
между
раскосами  Да Нет
Первоначальные параметры сноса?
 Да Нет
Условия устойчивого сноса?
 Да Нет
Допустимая
высота
нижнего  Да Нет
соединительного блока райзера для
ремонтных работ в скважине и блока
подводной ёлки для перемещения в
буровую шахту?
Снос судна?
 Да Нет
Если да, то дать детализацию, включая чертежи.
Параметры сноса?
 Да Нет
В представленные данные по судну следует включать
общий компоновочный чертёж, показывающий курс
судна, Северный полюс, ориентацию райзера и вышки,
включая опору райзера.
Если да, то дать детализацию требований.
206
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ТРЕБОВАНИЯ К СОПРЯЖЕНИЯМ
ПОДВЕСНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОДВЕШИВАНИЯ И
СВИНЧИВАНИЯ
Длинные штропы?
 Да Нет
Подвесной спайдер, поставляемый  Да Нет
покупателем
Грузоподъёмность
кН (фунтсила)
Инструмент
для
свинчивания,  Да Нет
поставляемый покупателем
Длина
м (фут)
Детализация
роторного стола
Диаметр
мм (дюйм)
Если да, то представить детализацию.
сопряжений  Да Нет
Если натяжная рама надводной елки поставляется
покупателем, то следует представить полную
детализацию, включая размеры, материалы и
функциональные характеристики.
ТРОСОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Лубликатор каната?
 Да Нет
БУРОВОЙ РАЙЗЕР
отметки  Да Нет
Размеры и высотные
отклонителя?
Размеры и высотные отметки  Да Нет
верхнего
гибкого/шарового
Если
канатное
оборудование
поставляется соединения?
покупателем, то следует представить полную
детализацию, включая размеры, вес и детализацию Размеры, высотные отметки и ход  Да Нет
сопряжений соединителя BOP.
телескопической секции (секции
скольжения)?
WCT-BOP?
 Да Нет
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГИБКИХ НКТ
Стандартные секции райзера
Нагнетатель?
 Да Нет
Длина
м (фут)
Стриппер?
 Да Нет
Внутренний диаметр
мм (дюйм)
BOP для гибких НКТ?
 Да Нет
Наружный диаметр
мм (дюйм)
Если оборудование для гибких НКТ поставляется Вес на воздухе
покупателем, то следует представить полную
детализацию, включая размеры, вес и детализацию
Вес в погруженном
сопряжений соединителя BOP.
включая содержимое
ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РАЙЗЕРА,
ПОСТАВЛЯЕМЫЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ
кН (фунтсила)
состоянии, кН (фунтсила)
Размеры
и
расположение  Да Нет
дроссельных линий и линий
глушения?
Надводная ёлка?
 Да Нет
Секции плавучести райзера
Блок аварийного отсоединения?
 Да Нет
Длина
м (фут)
C/WO BOP?
 Да Нет
Внутренний диаметр
мм (дюйм)
Подводная ёлка?
 Да Нет
Наружный диаметр
мм (дюйм)
Инструмент для спуска елки?
 Да Нет
Вес в погруженном
включая содержимое
состоянии, кН (фунтсила)
Посадочная колонна?
 Да Нет
Вес в погруженном
включая содержимое
состоянии, кН (фунтсила)
207
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Если какие-либо барьерные элементы поставляются
покупателем, то
следует представить полную
детализацию, включая размеры, высотные отметки от
базовой поверхность устья скважины, материалы, вес и
детализацию
сопряжений,
функциональные
характеристики
компонентов
и
коэффициенты
концентрации напряжений, гидравлическую схему,
режимы эксплуатации, угол отсоединения и др.
УСТЬЕ СКВАЖИНЫ, НКТ И ОБСАДНЫЕ
ТРУБЫ
Высотные отметки
компоновке?
в
райзерной  Да Нет
Размеры нижнего гибкого/шарового  Да Нет
соединения и высотная отметка по
оси?
Размеры LMRP и высотные отметки  Да Нет
над устьем скважины?
Размеры BOP и высотная отметка над  Да Нет
устьем скважины?
Базовый уровень устья скважины над м (фут)
морским дном
Размер трубных плашек BOP?
Угол наклона устья скважины
Тип срезающих плашек
срезающее усилие?
°
Размер НКТ, вес и фактическая  Да Нет
глубина по вертикали?
 Да Нет
Схема обсадных колонн?
Если да, то представить детализацию.
 Да Нет
BOP
и  Да Нет
Если да, то представить детализацию. Верхние
размеры см. Рисунок F.1 и Таблицу F.1 Нижние
размеры см. Рисунок F.2 и Таблицу F.2.
Сухой вес BOP
кН
(фунтсила)
Вес BOP в погружённом состоянии кН
(пустого)
(фунтсила)
Сухой вес LMRP
ДОПУСТИМЫЙ ВЕС БЛОКОВ
кН
(фунтсила)
Ограничение по максимальному весу  Да Нет
блока (т.е. нижнего соединительного
узла райзера, райзерных контейнеров,
гидравлического силового блока и
т.д.)?
Вес LMRP в погружённом состоянии кН
(пустого)
(фунтсила)
Если да, то указать.
Дополнительное
натяжение
соединителя LMRP
Ограничение по морской отгрузке
кН
(фунтсила)
Ограничение по погрузочным
разгрузочным работам на палубе
- кН
(фунтсила)
208
у кН
(фунтсила)
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
1
компенсатор качки
2
пол
установки
гибкое/шаровое соединение
5
буровой6
внутренняя труба телескопической секции (секции скольжения)
3
роторный стол
наружная труба телескопической секции (секции скольжения)
4
отклонитель
Размеры см. в Таблице F.1.
7
Рисунок F.1 — Верхние размеры бурового райзера
209
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица F.1 — Верхние размеры бурового райзера
Переменная
Размер
мм (дюйм)
Комментарии
L1
Высотная отметка низа бурового стола относительно бурового пола
L2
Высотная отметка верха корпуса отклонителя относительно бурового пола (с
удаленной вставкой)
L3
Высотная отметка низа корпуса отклонителя относительно бурового пола
L4
Высотная отметка гибкого/шарового соединения, верхнего переходника
относительно бурового пола
L5
Высотная отметка оси вращения гибкого/шарового соединения относительно
бурового пола
L6
Высотная отметка низа гибкого/шарового соединения, нижнего переходника,
относительно бурового пола
L7
Высотная отметка среднего положения телескопической секции при
эксплуатационной осадке относительно бурового пола
L8
Высотная отметка наружной трубы телескопической секции при
эксплуатационной осадке относительно бурового пола
L9
Высотная отметка центра шкива натяжного троса относительно бурового
пола
L10
Расстояние от оси роторного стола до центра шкива натяжного троса
L11
Высотная отметка соединительной скобы натяжного троса на натяжном
кольце при эксплуатационной осадке относительно бурового пола
H1
Ход вниз телескопической секции (т.е. ход вниз от среднего положения при
эксплуатационной осадке)
H2
Ход вверх телескопической секции (т.е. ход вверх от среднего положения при
эксплуатационной осадке)
D1
Максимальный внутренний диаметр роторного стола с удаленным
вкладышем
D2
Внутренний диаметр отклонителя с установленной вставкой
D3
Внутренний диаметр корпуса отклонителя с удаленной вставкой
D4
Верхний переводник гибкого/шарового соединения, внутренний диаметр
D5
Гибкое/шаровое соединение и нижний переводник, внутренний диаметр
D6
Внутренняя труба телескопической секции, внутренний диаметр
D7
Наружная труба телескопической секции, внутренний диаметр
D8
Диаметр шкива натяжного троса
От базового
уровня устья до
бурового пола
Высотная отметка базового уровня устья скважины относительно бурового
пола при эксплуатационной осадке
От среднего
уровня воды до
бурового пола
Высотная отметка среднего уровня воды относительно бурового пола при
эксплуатационной осадке
210
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Обозначение
1
ось
соединения
вращения
гибкого8
нижние срезающие плашки
2
переходник райзера
9
верхние трубные плашки
3
гибкое соединение
10
средние трубные плашки
4
верхний кольцевой превентор 11
нижние трубные плашки
5
соединитель LMRP
tubing hanger orientation pin outlet
6
нижний кольцевой превентор 13
7
верхние срезающие плашки
14
соединитель устья скважины
Объяснения переменных см. в Таблице F.2.
12
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ, верх устья скважины
Рисунок F.2 — Присоединительные размеры BOP
211
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица F.2 — Присоединительные размеры BOP
Размер
212
Размер
мм (дюйм)
Комментарии
L1
Высотная отметка верха переходника райзера
L2
Высотная отметка оси гибкого соединения
L3
Высотная отметка верхнего кольцевого превентора
L4
Высотная отметка торца бугельного соединителя LMRP
L5
Высотная отметка нижнего кольцевого превентора
L6
Высотная отметка верхних срезающих плашек
L7
Высотная отметка нижних срезающих плашек
L8
Высотная отметка верхних трубных плашек
L9
Высотная отметка ориентирующего пальца трубодержателя
L10
Высотная отметка средних трубных плашек
L11
Высотная отметка нижних трубных плашек
H1
Высота верхнего кольцевого превентора
H2
Высота нижнего кольцевого превентора
H3
Высота верхних срезающих плашек
H4
Высота нижних срезающих плашек
H5
Высота верхних трубных плашек
H6
Высота средних трубных плашек
H7
Высота нижних трубных плашек
D1
Номинальный внутренний диаметр райзер
D2
Номинальный внутренний диаметр гибкого соединения
D3
Номинальный внутренний диаметр BOP
Соединитель
LMRP
Указать тип
Соединитель
устья
Указать тип
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Требования к материалам в дополнение к ISO 13628-7?
 Да Нет
Если да, то дать детализацию.
Изготовление, требуемое в дополнение к ISO 13628-7?
 Да Нет
Если да, то дать детализацию.
FAT, требуемое в дополнение к ISO 13628-7?
 Да Нет
Если да, то дать детализацию.
Маркировка, требуемая в дополнение к ISO 13628-7?
 Да Нет
Если да, то дать детализацию.
Требуются ли квалификационные испытания?
 Да Нет
Если да, то дать детализацию.
Дополнительные
требования
власти/правительства?
национальных
органов  Да Нет
Если да, то дать детализацию.
Требуется ли контроль покупателя?
 Да Нет
Если да, то дать детализацию.
Общие требования в дополнение к ISO 13628-7?
 Да Нет
Если да, то дать детализацию.
213
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
ТРЕБОВАНИЯ К ПОСТАВКЕ И ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ
Требования к поставке:
Требования по перевозке, упаковке и хранению:
ТРЕБУЕМАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Технические условия на проектирование?
 Да Нет
План обеспечения качества
изготовления
 Да Нет
Отчеты по проектированию?
 Да Нет
Технические условия на
производство
 Да Нет
Инструкция по эксплуатации?
 Да Нет
Исполнительно-техническая
документация
 Да Нет
Сводная проектная и производственная
документация?
 Да Нет
Квалификационная
документация
 Да Нет
Другая (указать)
 Да Нет
Инструкция по техническому обслуживанию и  Да Нет
замене?
214
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Приложение G
(информативное)
Предварительное нагружение болтов
G.1
Предварительное нагружение болтов и параметры
G.1.1
Общие положения
При свинчивании и развинчивании болтов важно обеспечить достижение желаемой предварительной
нагрузки. Используемые инструменты следует калибровать по эталону с результатами калибровки,
прослеживаемыми к общепризнанному стандарту. Важно, чтобы вся система предварительного нагружения,
включая инструменты и измерительные устройства, была откалибрована как одна установка. Следует
обеспечивать, чтобы предварительное нагружение болтов выполнялось квалифицированным персоналом.
Предварительное нагружение болтов можно обеспечивать несколькими методами: использование
гидравлических устройств нагружения, использование динамометрического ключа и число оборотов гайки. Эти
методы кратко описываются ниже. Определение фактического предварительного нагружения в заданной
комбинации болт-гайка является трудной задачей, и все методы предварительного нагружения имеют
определенную степень погрешности.
G.1.2
Растяжение с помощью устройства натяжения
В этом случае предварительное нагружение болта может быть достигнуто приложением осевой нагрузки
к болту и навинчиванием гайки вручную до упора перед тем, как снять нагрузку. Обычно используются
гидравлические устройства натяжения болтов, которые представляют собой модифицированные гидравлические
домкраты. При возможности упора на ровную жесткую опору и калибровки по общепризнанному
национальному стандарту, осевые гидравлические устройства натяжения болтов могут обеспечивать очень
точный контроль предварителнього нагружения.
При снятии нагрузки с устройства натяжения и перехода ее к гайке, возникающие при этом деформации
при сопряжении гайки с резьбовым креплением приводят к так называемой потере при переносе. Эту потерю
следует учитывать в процессе натяжения; см. G.2.2.
G.1.3
Динамометрические ключи и инструменты для кручения
При повороте гайки с помощью ключа предварительная нагрузка создается в болте из-за шага болта.
Большая часть приложенного крутящего момента используется на преодоление трения в резьбе и на упорной
поверхности гайки. Трение зависит от состояния материала поверхности и нанесенной смазки; см. G.3.
G.1.4
Метод поворота гайки
Метод поворота гайки включает в себя приложение измеряемого крутящего момента с последующим
измерением поворота. Такие процедуры следует также квалифицировать путем испытания. Эти процедуры могут
изменяться от весьма простых и элементарных до достаточно сложных процедур. Прикладываемый крутящий
момент обеспечивает первоначальную посадку гайки. При наиболее простом применении, последующее
вращение является достаточным для обеспечения того, что болт достигает своего предела текучести. Так как эта
процедура выполняется при контролируемой деформации, то предел текучести болта может быть достигнут без
риска чрезмерной деформации болта. Тем не менее, не следует повторно использовать болты, предварительно
нагруженные до предела текучести.
В более точных процедурах максимальное эквивалентное напряжение болта может быть ограничено
пределом текучести. В этом случае болты могут повторно использоваться.
215
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
G.2
Предварительная нагрузка болта
G.2.1
Общие положения
В минимальную предварительную нагрузку следует включать необходимое усилие для герметичной
посадки кольцо/прокладка, включая любые внешние нагрузки в процессе свинчивания и погрешность
достигаемой предварительной нагрузки. При приложении максимальной предварительной нагрузки не следует
повреждать соединитель, прокладку(прокладки) и болты, если возможно, из-за погрешности метода
предварительного нагружения и внешних нагрузок.
Все методы предварительного нагружения имеют определенную степень погрешности, что следует
принимать во внимание; см. G.3.
Величина разброса для предварительной нагрузки, выше и ниже номинальных (заданных) значений,
Tb,nom, определяется Уравнением (G.1):
Tb,min  Tb,nom  1  
(G.1)
Tb,max  Tb,nom  1   b 
(G.2)
где
Tb,min минимальная предварительная нагрузка (растяжение) болта в процессе свинчивания;
Tb,nom номинальная предварительная нагрузка (растяжение) болта в процессе свинчивания;
ε
разброс предварительной нагрузки в процессе свинчивания; см. Таблицу G.1;
Tb,max максимальная предварительная нагрузка (растяжение) болта в процессе свинчивания;
Δb
потеря для болта при переносе нагрузки для растягивающего инструмента.
При заданном значении минимальной предварительной нагрузки, Tb,min, номинальное значение
определяется Уравнением (G.3):
Tb,nom 
Tb,min
1   
(G.3)
Соответствующая максимальная нагрузка болта, используемая при свинчивании, определяется
Уравнением (G.4):
Tb,max 
G.2.2
Tb,min  1    b 
1   
(G.4)
Устройство натяжения
При снятии нагрузки с гидравлического устройства натяжения и переносе ее на гайку, возникающая при
этом деформация приводит к потере при переносе, которая для стандартных метрических и UN резьб с опорой на
жесткие пластины (фланцы, контактирующие по упорным поверхностям) может определяться (в среднем) по
Уравнению (G.5):
b  0,9 
db
lb
где
216
db
номинальный (базовый наружный диаметр) диаметр болта;
lb
длина болтового зажима (рабочая длина между сопрягаемыми резьбами).
(G.5)
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
В процессе свинчивания следует обеспечивать, чтобы болты с предварительным нагружением,
создаваемым устройствами натяжения, удовлетворяли условию, которое определяется Уравнением (G.6):
(G.6)
где
Ab,r
площадь болта по впадине;
σy
предел текучести, используемый в расчете, см. 6.4.6.
Площадь болта по впадине, Abr, в квадратных миллиметрах, стандартных болтов дюймовой серии с 60°
углом резьбы, определяется Уравнением (G.7):
Abr 
2

 d b  1,3  lpitch
4


(G.7)
где
lpitch
шаг резьбы, в миллиметрах;
db
номинальный (базовый наружный) диаметр болта, в миллиметрах.
Для соответствующих метрических резьб площадь болта по впадине определяется Уравнением (G.8), с
единицами измерений в мм:
Abr 
2

 d b  1,226 87  lpitch
4


(G.8)
ПРИМЕР
Для шпилек 1 ¼" 8UN, т.е. 8 витков резьбы на дюйм, lpitch = 25,4 мм/8 = 3,175 мм и
диаметра болта, db = 1,25 дюйма = 1,25  25,4 мм = 31,75 мм, Abr = 599 мм2.
Для шпилек M30  3,5, диаметра болта 30 мм, шага резьбы 3,5 мм, Abr = 519 мм2.
ПРИМЕР
G.2.3
Инструмент для свинчивания
Болты следует рассчитывать на удовлетворение условия при свинчивании, определяемого Уравнениями
с (G.9) до (G.13):
(G.9)
где
M b,max  M b,nom  1   t 
M b,nom 
dn 
Tb,nom
2
 I pitch

  dt

 t
 n  dn 
 

cos  thr


d nf  d bh
2
d t  d b  0,6493  I pitch
(G.10)
(G.11)
(G.12)
(G.13)
217
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
где
M b,max максимальный крутящий момент свинчивания;
M b,nom номинальный крутящий момент свинчивания;
εt
свинчивания;
разброс крутящего момента свинчивания, обычно 0,03 для калиброванного инструмента для
dn
эффективный контактный диаметр опорной поверхности гайки;
dnf
диаметр гайки по граням;
Ipitch
шаг резьбы;
μt
коэффициент трения между витками резьбы гайки и болта;
dt
эффективный контактный диаметр витков резьбы;
β thr
половина угла витков резьбы, равная 30° для UN резьб;
μn
коэффициент трения между гайкой и упорной поверхностью;
db
номинальный (базовый наружный диаметр) диаметр болта;
dbh
диаметр болтового отверстия.
Изготовителям следует документально оформлять рекомендуемый крутящий момент и натяжение для
конкретного соединения и применяемого инструмента. Инструменты для свинчивания болтов и оборудование
для натяжения следует калибровать для обеспечения точного натяжения от свинчивания и/или крутящего
момента.
Болты следует предварительно нагружать таким образом, чтобы фланцы/хомуты не
разделялись/открывались или проскальзывали под нагрузками, воздействующими на фланцы/хомуты.
Предварительную нагрузку болтов следует выбирать так, чтобы сопротивление трению, создаваемое контактным
давлением от предварительного нагружения, предупреждало проскальзывание.
Для минимизации циклических напряжений в болтах, возникающих от воздействия внешних нагрузок,
нагруженную (зажимную) длину болта и площадь поперечного сечения следует выбирать таким образом, чтобы
создавать максимальную податливость болта в пределах ограничений конструкции (т.е. максимизировать
отношение зажимной длины болта к его диаметру).
Затягивание или предварительное нагружение комбинации болт/гайка, нагружаемой осевой нагрузкой,
существенно увеличивает сопротивление усталости. Более высокие усилия зажатия делают соединения более
жесткими и поэтому уменьшают размах напряжений в болте. Кроме того, болты имеют большую вероятность
усталостного разрушения, если при сборке используются мягкие несущие прокладки или болты не
отцентрированы и не затянуты должным образом. Сопротивление усталости болтов, нагружаемых осевой
нагрузкой, обычно нечувствительно к среднему напряжению.
Для оценки циклических напряжений болтов под воздействием давления и внешних нагрузок может
использоваться анализ методом конечных элементов. В этом случае следует принимать минимальное
предварительное нагружение.
G.2.4
Длина сопряжения шпильки
При свинчивании следует обеспечить, чтобы шпилька выступала за гайку, как минимум, на один-два
витка резьбы.
Если для шпилек используются резьбовые отверстия, то следует обеспечивать полные и чистые витки
резьбы, а длину сопряжения шпильки не меньше, чем определяется Уравнением (G.14):


R t0,5/T,stud  

l se  min  d b ;  0,75 

R t0,5/T,tapped  



218
(G.14)
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
где
lse
длина сопряжения шпильки;
db
номинальный (базовый наружный диаметр) диаметр болта;
Rt0,5/T,stud
заданный минимальный предел текучести шпильки для 0,5 % общего удлинения при
заданной температуре;
Rt0,5/T,tapped заданный минимальный предел текучести материала резьбового отверстия для 0,5 %
общего удлинения при заданной температуре.
Не требуется превышение максимального сопряжения витков резьбы более 1,5  db.
G.2.5
Сборка фланцевых соединений
Перед сборкой монтажнику следует убедиться в отсутствии поврежденных элементов и чистоте всех
фланцевых поверхностей, болтов и уплотнительных колец. Следует смазывать шпильки и несущие поверхности
гайки в соответствии с указанными техническими условиями.
Фланцы следует сопрягать перпендикулярно и по всей поверхности, без усилия, так чтобы сопрягаемые
поверхности упирались равномерно на уплотнительное кольцо, и затем затягивать с равномерным натяжением
болтов до значения, заданного для этого соединения. Для предупреждения неравномерного нагружения следует
одновременно использовать несколько инструментов, например, четыре или восемь инструментов.
Для обеспечения правильной установки болтов и уплотнительного кольца сопрягаемые фланцы следует
выравнивать.
G.3
Величины разброса для методов крепления болтов
Все крутящие моменты соединителей и методы крепления болтов имеют определенную степень
погрешности. В Таблице G.1 для болтов даны значения ε.
Таблица G.1 — Ориентировочные значения ε для болтов
Метод крепления (затягивания) болтов
Метод измерения
Факторы, влияющие на разброс
Значение разброса

Гайковёрт: контролируемый оператором и Трение, жесткость, квалификация
неконтролируемый
оператора
0,5
Ударный гайковёрт
Трение, жесткость, калибровка
0,4
Динамометрический ключ с измерением
крутящего момента (только)
Трение, жесткость, калибровка
0,3
Гидравлическое устройство натяжения;
измерение гидравлического давления
Жесткость, длина болта, калибровка
0,2
Ключ или гидравлическое устройство
натяжения; измерение удлинения болта
Жесткость, длина болта, калибровка
0,15
Ключ; измерение поворота гайки (до
текучести болта)
Жесткость, длина болта, калибровка
0,10
Ключ; измерение крутящего момента и
поворота гайки (до текучести болта)
Калибровка
0,07
Опытные операторы могут достигать разброса меньше чем значения, представленные в Таблице G.1
(например,  = 0,2 вместо  = 0,3 с динамометрическим ключом); для неопытных операторов разброс может быть
больше указанных значений.
Для гладких поверхностей со смазкой на основе дисульфида молибдена (MoS 2), и для
горячеоцинкованных крепежных деталей по ASTM A193, марки B7 или ASTM A320, марки L7, в качестве
типового значения коэффициента трения между болтом и гайкой и между гайкой и фланцем можно принимать
значения от 0,10 до 0,13.
219
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Ниже приведены некоторые факторы, влияющие на соотношение между крутящим моментом и
напряжением в болте:

шаг резьбы, диаметр делительной окружности и форма резьбы;

обработка поверхности резьбы и опорной поверхности гайки;

степень параллельности упорной поверхности гайки и поверхности фланца;

материал поверхности гайки/шпильки/упорной поверхности гайки;

тип смазки резьбы и упорной поверхности гайки.
Ниже приведены некоторые факторы, влияющие на предварительное натяжение болта при
использовании устройства натяжения:
220
а)
потеря при переходе;
б)
степень параллельности корпуса устройства натяжения и шпильки.
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Приложение H
(информативное)
Уплотнения
H.1
Общие положения
Уплотнением является материал или комбинация материалов, сжатых между двумя отдельными
элементами механического соединения. Его функцией является обеспечение герметичности между
компонентами (фланцами, муфта/ниппель) и поддержание герметичности в течение продолжительного периода
времени. Следует предусмотреть способность уплотнения обеспечивать герметичность сопрягаемых
поверхностей, невосприимчивость и устойчивость к герметизируемой среде, и способность выдерживать
внутреннее и внешнее давление, температуру и внешние нагрузки.
При определении уплотняющих свойств следует рассматривать уплотнение и соединитель, включая
любые болты и предварительную нагрузку, как единую систему. Влияние соединителя на уплотняющие свойства
включает влияние таких параметров как крутящий момент свинчивания ниппеля/муфты соединителя,
сопротивление болтов и предварительная нагрузка.
Там где это возможно, уплотнениям следует, чтобы соединители райзера были статическими, т.е.
уплотнение следует располагать между поверхностями, которые имеют небольшие перемещения или отсутствие
перемещений относительно друг друга. Статические уплотнения рекомендуются для динамически нагружаемых
соединителей.
Уплотнения также могут воспринимать внешнюю нагрузку (т.е. уплотнения действуют как элементы,
несущие основную нагрузку) и не воспринимать внешнюю нагрузку. Для динамически нагружаемых
соединителей рекомендуется использовать уплотнения, не воспринимающие внешнюю нагрузку, для
поддержания во времени высокой надежности против утечек; кроме того, соединение следует надлежащим
образом предварительно нагружать для всех сочетаний нагрузок.
При проектировании уплотнений для трубопроводной арматуры, фитингов и соединителей следует
учитывать внешнее давление. В процессе работ по ремонту скважины, а также в случае глубоководных райзеров,
внешнее давление может превысить внутреннее рабочее давление (т.е. незаполненный райзер). При
проектировании уплотнения следует также учитывать эксплуатационные условия и условия испытаний, при
которых могут возникать частые изменения внутренних рабочих давлений, что в комбинации с высоким
внешним давлением воды приводит к частым изменениям направления воздействия давления на уплотнительные
механизмы.
Уплотнения следует выбирать с учетом необходимого срока службы, эксплуатационного воздействия с
точки зрения химической агрессивности и температуры, а также давления и относительных перемещений,
которые необходимо компенсировать. Все уплотнения чувствительны к повреждению в процессе работы с ними,
установки и повторной сборки. Поэтому, отдельное уплотнение имеет ограниченную надежность. Для
повышения надежности может использоваться двойное уплотнение. Для обеспечения резервирования следует,
чтобы два уплотнения были разной конструкции и не имели общего характера отказов.
Уплотнительную систему следует устанавливать в процессе свинчивания, и следует обеспечить
соответствие требованиям на герметичность, указанным в 6.4.12. Следует отметить, что для низких давленийт.е.
3,5 МПа (35 бар) контактное напряжение может быть недостаточно высоким для удовлетворения требования на
герметичность.
Уплотнения могут быть разделены на две основные категории: металлические уплотнения и мягкие
(полуметаллические или неметаллические) уплотнения. Более подробно см. H.2 и H.3.
H.2
Уплотнения типа металл-к-металлу
Металлическими уплотнениями могут быть пластически деформируемые металлические кольца,
несущие внешнюю нагрузку, упруго деформируемые металлические кольца, не несущие внешнюю нагрузку, или
уплотнения с сопрягаемыми металлическими поверхностями. Для металлических прокладок с механически
обработанными уплотнительными кольцами используются как упругие, так и пластические металлические
221
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
уплотнения. Металлические уплотнительные кольца обычно уплотняют благодаря расклинивающему действию,
при котором происходит локальная текучесть поверхности и области контакта, что обеспечивает уплотнение.
Некоторые из этих уплотнений срабатывают под давлением, т.е. чем выше давление, тем плотнее соединение. В
большинстве случаев, уплотнения типа металл-к-металлу более инертны, чем мягкие уплотнения. Для
поддержания уплотнения они обычно требуют гладкую обработку поверхности и надлежащее напряжение
контакта на посадочной/уплотняющей поверхности.
Минимальное первоначальное контактное напряжение на посадочном месте, минимальное контактное
давление при эксплуатации и испытании, для удовлетворения критерия по герметичности, и максимальную
чистоту обработки поверхности следует принимать в соответствии с техническими условиями изготовителя.
Типовыми примерами являются следующее.

Надлежащее свинчивание металлических уплотнений требует первоначального контактного
напряжения на посадке/уплотнении в диапазоне текучести материала уплотнения или посадочного места. Для
газов необходимы более высокие первоначальные контактные напряжения, чем для жидкостей.

Следует обеспечить, чтобы контактное напряжение уплотнения/посадочного места было
значительно выше уплотняемого давления. Для газа необходимо более высокое соотношение, чем для жидкости.
Для жидкостей и газа (азот) это соотношение может составлять 1,2 и 2,0 соответственно.

Следует обеспечивать низкую шероховатость уплотнительных поверхностей. Шероховатость, не
превышающая Ra = 0,8 и Ra = 1,6, как определено в ISO 4287 [19], может быть достаточной для газа (азот) и
жидкости соответственно.
Уплотнение необходимо верифицировать на соответствие наиболее неблагоприятным комбинациям
деформаций, заводских допусков и нагрузок без ухудшения контактного напряжения на уплотнении/посадочном
месте, с точки зрения предела текучести материала, для обеспечения надежного уплотнения.
Для улучшения уплотняющих свойств на металлические уплотнения может быть нанесено покрытие.
Обычно, для уменьшения вероятности задиров применяется цинк или фосфат марганца, серебрение может
применяться для улучшения газонепроницаемости. PTFE может применяться для снижения трения и улучшения
герметичности для жидкостей и т.д. В каждом случае выбранное покрытие следует квалифицировать для
применения путем испытания. В процессе выбора покрытия следует учитывать механическую, электрическую и
химическую совместимости, рабочую температуру и давление, внешние нагрузки и срок службы.
H.3
Мягкие уплотнения
Мягкие уплотнения обычно изготавливаются из материалов с разными значениями стойкости к
химически агрессивной среде и повышенным температурам. Они обычно имеют незначительную прочность и
имеют склонность к разрушению при экструзии, но могут также разрушаться при потере напряжения на
посадочном месте; см. API Bull 6J [7]. Мягкие уплотнения имеют тенденцию к ухудшению эксплуатационных
свойств во времени и подвергаются зависящей от времени деформации ползучести.
Для подтверждения функциональных свойств мягкого уплотнения должно быть определено наиболее
неблагоприятное сочетание деформаций и допусков, создающее наибольший зазор для экструзии. Мягкие
уплотнения должны быть квалифицированы на срок службы или периодичность замены, температуру,
экструзионный зазор, давление и среду. Для динамических уплотнений должно выполняться циклическое
испытание. Квалификация должна включать испытание на утечку.
При расчете максимального экструзионного зазора следует учитывать все допуски, радиальные зазоры и
деформации, включая любую эксцентричность при центрировании соединений.
Эластомеры и полимеры также деградируют при воздействии окружающей среды. Эти материалы
следует квалифицировать при испытаниях на воздействие атмосферных условий в соответствии
с
общепризнанными национальными или международными стандартами.
Руководство по испытанию неметаллических уплотнений может быть найдено в ISO 10423:2003, F.1.13.
222
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Приложение I
(нормативное)
Квалификация соединителей
I.1
Введение
I.1.1
Цель
В Приложении I даются рекомендации по квалификационным испытаниям соединителей.
I.1.2
Общие положения
Квалификация соединителей должна подтверждать его соответствие заданным проектным и
функциональным требованиям, см. 6.6.
Программа квалификации соединителя должна содержать расчеты, включая анализ методом конечных
элементов, и физические испытания. Физические испытания должны проводиться на ограниченном количестве
образцов для подтверждения результатов анализа методом конечных элементов и исследования
эксплуатационных параметров, которые не могут быть изучены при анализе методом конечных элементов,
например, сопротивление задирам, износ/фреттинг, герметичность, эксплуатационная чувствительность к
обработке поверхности, покрытие, тип и количество смазки.
Анализ методом конечных элементов должен использоваться для определения конструкции,
герметичности и
усталостных свойств конструкции соединения. Должны быть разработаны карты
сопротивления (или эксплуатационные границы) для целостности конструкции и герметичности соединения с
использованием анализа методом конечных элементов; см. Приложение D. Упругопластический анализ методом
конечных элементов с контактными элементами должен проводиться для оценки эксплуатационных свойств
уплотнителей и конструкционной целостности соединителя. Должны быть рассмотрены все имеющие
отношения давление, температура и условия внешнего нагружения. Результаты должны быть обобщены в форме
детализированных диаграмм контактных напряжений между уплотнительными торцами для оценки
герметичности и в форме диаграмм напряжений, деформаций и перемещений для исследования потенциальных
режимов и мест разрушения. Характеристики распределения контактных напряжений на уплотнении, такие как
длина, ширина и общая форма, в дополнение к средней контактной нагрузке на единицу ширины контакта
(1 мм), вносят основной вклад, оказывающий влияние на эксплуатационные свойства уплотнения.
Объем квалификационных испытаний должен быть согласован. Как минимум, должны быть выполнены
следующие натурные испытания:

гидростатическое испытание корпуса для верификации конструкционной целостности и
герметичности для жидкости;

испытание на циклическое давление, включая циклы температуры, если применимо, для
верификации герметичности при проектном и низком давлении;

испытание на внутренне (разрывное) давление для верификации целостности на давление;

испытание на внешние нагрузки для верификации карт сопротивления в комбинации с
функциональными испытаниями;

испытание на внешние циклические нагрузки для верификации сопротивления усталости и
герметичности;

испытание на наружное давление для верификации герметичности на внешний флюид.
При планировании квалификационного испытания следует оценить влияние проектных температур
(максимальных и минимальных) и воздействующих флюидов. По усмотрению могут быть также включены
испытания, перечисленные в I.9.
Как часть квалификации, должна быть проведена валидация результатов испытаний и расчетов,
предпочтительно с использованием анализа методом конечных элементов.
223
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
I.1.3
Безопасность специалистов при проведении испытаний
Как часть всех испытательных процедур должны быть идентифицированы и рассмотрены вопросы
безопасности и потенциальных опасностей. Должны быть приняты меры по устранению или минимизации
воздействия каждого источника опасности. Для выполнения испытаний должны использоваться специальные
участки.
Перед началом испытания испытательное оборудование должно быть проверено на безопасность.
При испытании газом в каждый испытательный образец должны быть введены цельнометаллические
арматурные вставки для минимизации количества энергии давления, содержащего в образце. Диаметр
арматурной вставки должен быть как можно ближе к внутреннему диаметру испытательного образца.
I.1.4
Испытательная установка и испытательные образцы
Для обеспечения достоверности результатов испытаний испытательная установка должна быть
квалифицирована и откалибрована, что должно быть документально подтверждено. Испытательная установка
должна быть в состоянии создавать внутреннее давление, изгибающий момент и/или осевую нагрузку для
комбинированных нагрузочных испытаний.
Испытательный соединитель для квалификационных испытаний должен быть изготовлен со
стандартными размерами и заводскими допусками и иметь стандартное состояние поверхности, покрытия и
материалы.
До начала любого испытания должны быть обеспечены заводские исполнительные размеры и
стандартное состояние поверхности. Если допуски влияют на эксплуатационные свойства конструкции, то
должны быть испытаны или оценены наихудшие допуски. Перед началом испытания должны быть также
доступны сертификаты материалов и протоколы NDT.
Любая термообработка соединителя и сварных швов должна выполняться до начала испытания.
Образцы в заводском исполнении и со снятыми напряжениями должны быть проверены для количественной
оценки любых деформаций из-за сварки и термообработки по сравнению с размерами, снятыми до сварки. Эти
результаты должны использоваться для подтверждения того, что соединитель находится в пределах допусков.
Особый интерес вызывают чувствительные размеры уплотнений, такие как размеры уплотнительных
посадочных мест.
Для соединителей, приваренных к трубе, размеры кольцевого сварного шва должны быть документально
оформлены, включая эксцентриситеты трубы/соединителя.
Длину испытательных образцов следует выбирать такой, чтобы какие-либо граничные/концевые
эффекты не влияли на результаты испытаний.
Для нагружения изгибающим моментом, должна применяться четырехточечная схема изгиба для
создания постоянного изгибающего момента вдоль испытываемой детали.
В квалификационных испытаниях должна использоваться процедура свинчивания/развинчивания,
квалифицированная изготовителем.
Если применяются многоконтурные уплотнители, то испытание должно подтвердить, что герметичность
обеспечивается основным уплотнителем. Перед испытаниями на предельные нагрузки и усталость соединитель
должен быть свинчен с минимальной предварительной нагрузкой.
Обычно требуется, как минимум, три образца; см. Таблицу I.1.
224
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Таблица I.1 — Пример использования испытательных образцов
Образец 1
Образец 2
Образец 3
Функциональные испытания
Функциональные испытания
Функциональные испытания
Испытание на циклическое
давление
Испытание на внешнее давление
Испытание на внешние
циклические нагрузки
Испытание на внешние
циклические нагрузки
Испытание на внешние циклические Испытание на внешние
нагрузки
циклические нагрузки до
разрушения
Испытание на внутреннее
(разрывное) давление
Испытание на внешние нагрузки,
включая испытание до разрушения
конструкции
I.1.5
—
Методы мониторинга
Все испытания должны выполняться совместно с надлежащей системой сбора данных для
тензорезисторов, давления, температуры и т.д.
Испытательные образцы должны быть снабжены надлежащими тензодатчиками для определения
напряжений на основных участках для обеспечения возможности сравнения с результатами анализа методом
конечных элементов. Обычно основными участками являются участки с наибольшими концентрациями
напряжений и участки, где может возникнуть пластический шарнир. Для фланцевых соединений болты должны
быть надлежащим образом оборудованы измерительной аппаратурой.
Тензодатчики должны устанавливаться для верификации предварительных напряжений, напряжения
вблизи мест концентрации напряжений и в стороне от концентрации напряжений. Для сварных соединителей
тензодатчики должны размещаться у кольцевых сварных швов, а для болтовых соединений деформация должна
измеряться в репрезентативных болтах. Все показания тензодатчиков и соответствующие условия нагружения
должны регистрироваться таким образом, чтобы они могли бы сохраняться как часть проектной документации
соединителя.
I.1.6
Смазка и покрытие
Смазка и покрытие соединителя должны быть квалифицированы для применения. При выборе и
квалификации следует учитывать, как минимум, трение, задиры, коррозионную защиту, совместимость с
элементами уплотнения, совместимость c внутренними/внешними флюидами, методы нанесения и удаления,
объем и место нанесения, количество наносимой смазки для защиты ниппеля/муфты гидравлических
фиксаторов/сальников и т.д.
ПРИМЕЧАНИЕ
Нормальной практикой является покрытие резьб соединителей PTFE, фосфатом цинка, фосфатом марганца,
медью, цинком, нанесенным гальванически, горячим цинкованием и т.д. Некоторые покрытия уменьшают трение и коррозию, другие
улучшают приработку и защищают от задиров, или увеличивают трение.
Если резьбовая смазка указана, то следует установить процедуру для обеспечения единой технологии
смазки, как при испытании, так и при эксплуатации.
I.1.7
Герметизируемая среда
Испытание для нормальных и экстремальных условий должно проводиться воздухом или азотом, за
исключением случаев, когда размер испытательного образца требует большого объема газа, который не может
быть снижен путем использования арматурных вставок и безопасность персонала, проводящего испытание, не
может быть гарантирована. Все испытания до разрушения должны проводиться водой или эквивалентной
жидкостью, не содержащей твердых частиц.
Испытания на наружное давление может проводиться водой или эквивалентной жидкостью, не
содержащей твердых частиц.
I.1.8
Периоды выдержки
225
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Периоды выдержки должны начинаться после стабилизации давления и температуры. Период выдержки
для каждого шага нагружения должен соответствовать заданному, однако, не менее 15 мин. Давление должно
рассматриваться стабилизированным, когда скорость изменения составляет не более 5 % от давления испытания
в час или 3,45 МПа/ч (500 фунт/дюйм2/ч), которая из них меньше. Давление в течение периода выдержки должно
оставаться в пределах 5 % давления испытания или 3,45 МПа (500 фунт/дюйм2), который из них меньше.
Температура должна рассматриваться стабилизированной, когда скорость изменения меньше 0,55 °C/мин
(1 °F/мин). Температура в течение периода выдержки должна оставаться в пределах или за пределами
экстремального значения, но не должна превышать экстремальное значение больше чем на 11,1 °C (20 °F).
I.1.9
Осмотр после испытаний
Испытательные образцы должны быть разобраны и осмотрены. Все имеющие отношение элементы
должны быть сфотографированы. Проверка должна включать документально оформленное подтверждение, что
соединитель или компонент не содержит дефектов, выходящих за рамки эксплуатационных требований.
После испытания(испытаний) размеры испытательных образцов должны быть измерены для
количественной оценки остаточной деформации, возникшей в процессе испытания(испытаний). Это значение
должно использоваться для валидации соединителя относительно эксплуатационных свойств на прочность и
герметичность.
I.1.10
Требования к испытательной станции
Испытание может выполняться изготовителем на испытательной станции в присутствии инспектора в
установленном порядке. Испытательная станция, проводящая испытание, должна быть аккредитована
общепризнанной организацией или должна, как минимум, применять калиброванное оборудование, например,
контрольно-измерительную аппаратуру, стенды нагружения, датчики давления, инструменты для
свинчивания/развинчивания.
Испытательная станция должна обеспечить детальную испытательную процедуру, которая, как
минимум, должна содержать следующее:

установочные детали для каждого испытания;

пошаговая процедура для каждого испытания;

фактическое нагружение для каждого испытания.
Для всех испытаний, должны непрерывно регистрироваться во времени значения давления, осевой
нагрузки, смещения, скорости утечки, деформации и температуры.
На испытательной станции следует вести журнал выполненных испытаний для каждого соединения с
детализацией дат и времени каждого шага процедуры и любых отклонений, возникавших в процессе испытания.
Следует делать фотографии испытательного образца. При испытаниях до разрушения, испытательный образец
должен быть сфотографирован после разрушения, чтобы показать место и режим разрушения.
I.1.11
Верификация и изменения соединителя
Типовой размер соединителя производственной серии должен быть подвержен сертификационным
испытаниям, а другие размеры аналогичного типа могут подтверждаться надлежащими аналитическими
расчетами и/или анализом методом конечных элементов. Соединитель должен быть репрезентативным из
производственных моделей с точки зрения конструкции, размеров и материалов.
Соединитель одного размера может использоваться для верификации других размеров, обеспечивая
одинаковые принципы и критерии проектирования, материал, физическую конфигурацию и функциональные
требования, но при этом размеры могут быть разными.
Если конструкция изделия подвергается какому-либо изменению в оснастке, функции или материале, то
изготовитель должен документально оформить влияние таких изменений на эксплуатационные свойства
соединителя. Конструкция, которая подвергается значительному изменению, становится новой конструкцией,
требующей повторной квалификации. Значительным изменением считается любое изменение относительно
предшествующей квалифицированной конфигурации или выбора материала, которое может изменить
эксплуатационные свойства изделия или предполагаемые условия использования. Это должно быть
зарегистрировано, и изготовитель должен обосновать необходимость повторной квалификации или отсутствие
такой необходимости. Изменение материала может не потребовать повторных испытаний, если пригодность
нового материала может быть подтверждена другими средствами.
226
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Следует осторожно использовать правило подобия, если имеется неопределенность в пропорциональном
увеличении существующих конструкций, например, для высокой температуры/давления.
I.1.12
Свидетельство третьей стороны
При всех испытаниях следует предусмотреть присутствие представителя независимой третьей стороны.
I.2
Гидростатические испытания
До начала квалификационных испытаний для всех испытательных образцов должны проводиться
гидростатические испытания под давлением до 1,5 проектного давления.
I.3
Циклические испытания на давление и температуру
Соединитель должен подвергаться минимум трем циклам давления от нуля до проектного давления.
Герметичность должна контролироваться при проектном давлении. Перед и после испытания на циклическое
давление должно проводиться испытание на герметичность при низком давлении при комнатной температуре.
Если должно учитываться влияния температуры, то квалификационные испытания следует проводить в
соответствии с ISO 10423:2003, F.1.11 и F.1.13 для металлических и неметаллических уплотнений
соответственно. Для металлических уплотнений испытание на герметичность при низком давлении должно
проводиться при давлении от 1,38 MPa (200 фунт/дюйм2) до 2,07 MPa (300 фунт/дюйм2).
I.4
Прочность на внутреннее (разрывное) давление
Испытания на внутреннее гидростатическое давление следует проводить для подтверждения
целостности уплотнительной системы с помощью испытания на внутреннее давление до разрыва
трубы/соединителя, для контроля целостности на давление и эффективности уплотнений для чистого
внутреннего давления и идентификации механизма разрушения.
I.5
Испытания на внешние нагрузки
Испытания на предел прочности и герметичность должны проводиться при комбинации внутреннего
давления с внешними нагрузками для верификации карт конструкционной прочности, разделения контактных
поверхностей бугеля и герметичности (например, см. Рисунок 11), функциональности после экстремальных
рабочих диапазонов и механизма разрушения конструкции. Для двухканальных райзеров в испытательное
соединение(соединения) должен быть включен кольцевой канал с хомутами.
Испытание на разрушение конструкции соединителя должно проводиться для определения запаса между
рассчитанным и испытанным пределом прочности. Это подразумевает, что испытательный образец должен
использовать трубы более прочные, чем соединитель для обеспечения того, чтобы испытательная труба не
разрушилась прежде соединителя.
Испытательный образец (образцы) должен подвергаться нагрузкам, выбранным из карт рабочих
диапазонов свойств соединителя. В процессе испытания соединитель должен нагружаться до нормальной и
экстремальной функциональной способности, как минимум, по три раза соответственно. После нагружения на
экстремальную функциональную способность должно быть выполнено развинчивание и свинчивание для
верификации того, что возможные остаточные деформации не влияют на характеристики соединителя на
свинчивание/развинчивание. Соединитель должен быть нагружен на одно условие случайного нагружения с
низким внутренним давлением. В Таблице I.2 представлен пример испытаний на диапазон нагрузок.
Герметичность при комбинированном нагружении должна проверяться по испытанию на утечку при низком и
высоком давлении. Испытание на утечку при низком давлении должно выполняться при давлении от 1,38 MPa
(200 фунт/дюйм2) до 2,07 MPa (300 фунт/дюйм2). Испытание на утечку при высоком давлении должно
выполняться при проектном давлении соединителя.
После испытания в экстремальных рабочих диапазонах, перед окончательным испытанием на
разрушение, соединитель доложен быть развинчен и проконтролирован.
227
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Если соединитель должен быть герметичным после случайных условий нагружения, то соединитель
должен быть разгружен до нормальной эксплуатационной нагрузки и испытан на отсутствие утечки для
верификации герметичности.
Одно испытание должно быть проведено до разрушения конструкции путем увеличения внешней
нагрузки с низким или проектным давлением. До разрушения должна регистрироваться любая утечка вместе с
приложенной внешней нагрузкой.
Таблица I.2 — Пример испытания в диапазоне нагружения
Испытание
Нормальный рабочий
диапазон
Экстремальный рабочий
диапазон
Случайная нагрузка
Испытание до разрушения
I.6
Внутреннее давление
Внешняя нагрузка
Низкое
Небольшое растяжение и большой изгибающий момент
Низкое
Большое растяжение и небольшой изгибающий момент
Проектное
Небольшое растяжение и большой изгибающий момент
Проектное
Большое растяжение и небольшой изгибающий момент
Низкое
Небольшое растяжение и большой изгибающий момент
Низкое
Большое растяжение и небольшой изгибающий момент
Проектное
Небольшое растяжение и большой изгибающий момент
Проектное
Большое растяжение и небольшой изгибающий момент
Низкое
Проектное или низкое
давление
Растяжение и/или изгиб
Растяжение и/или изгиб до разрушения конструкции
соединителя
Циклическое испытание на внешнюю загрузку
Соединение должно быть подвергнуто усталостным испытаниям для моделирования проектного
циклического нагружения (проектный спектр нагружения). Целями усталостных испытаний являются
следующее:

верифицировать усталостные характеристики, прогнозируемые изготовителем;

предоставить проектировщику возможность
сопротивлением усталости для требуемых условий работы;

выбрать
соединитель
с
надлежащим
проверить герметичность (износ уплотнения) в процессе циклического нагружения;

идентифицировать место(места), в котором возникают и развиваются усталостные трещины и
верифицировать значения SCF.
Как минимум, следует, чтобы усталостная долговечность соединителя была равна усталостной
долговечности кольцевых сварных швов для сварных соединителей. Для планируемого испытания следует
использовать средние кривые S-N. Следует, чтобы размах напряжений в присоединенной трубе соответствовал
среднему количеству циклов до разрушения, примерно 100 000.
В процессе испытания образец должен быть под проектным внутренним давлением. Если
доминирующим усталостным нагружением является циклический изгибающий момент, то может быть
приложено постоянное осевое растяжение. Следует прикладывать ожидаемое/среднее осевое растяжение. После
циклического нагружения следует провести испытание на герметичность при низком давлении.
Испытание на циклические нагрузки обычно проводятся на воздухе при комнатной температуре.
Как минимум, должны быть испытаны на усталость три образца. Как минимум, один должен быть
испытан до разрушения для идентификации мест(места), критических на усталость.
I.7
228
Испытание на наружное давление
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Испытание на давление должно проводиться для проверки целостности под давлением, а также
эффективности уплотнения на наружное давление.
Испытание на наружное гидростатическое давление следует выполнять для подтверждения наружной
герметизирующей способности. Наружное давление испытания должно быть, как минимум, на 20 % больше чем
максимальный гидростатический напор, ожидаемый при эксплуатации до поступления флюида. Внутреннее
давление соединителя должно соответствовать атмосферным условиям.
Если соединитель снабжен контрольными отверстиями на наружное давление, то они могут
использоваться для подтверждения надежности уплотнительных свойств на наружное давление, обеспечивая при
этом, что используемые уплотнители являются двухсторонними.
I.8
Испытания на функциональность
Для демонстрации способности соединителя свинчиваться в рабочих условиях и повторяемости
надлежащего свинчивания, включая взаимозаменяемость должны быть проведены испытания на свинчивание и
развинчивание. Кроме того, должно быть установлено, что износ и образование задиров находятся в допустимых
пределах, а процедуры и инструменты остаются удовлетворительными после многократного свинчивания и
циклического воздействия температуры, которые создают эффект “приработки”. Следует оценить влияние
потенциального повреждения при погрузочно-разгрузочных операциях.
Следует указать или определить максимальное количество повторных сборок, необходимых в течение
расчётного срока эксплуатации соединителя. Как минимум, должны быть проведены десять последовательных
свинчивания.
Если применимо, значения, полученные при анализе методом конечных элементов, следует подтвердить
показаниями тензодатчиков с выбранных мест на соединителе и болтах. Измеренные остаточные напряжения от
предварительного нагружения должны быть ниже максимально допустимых напряжений и превышать
минимально необходимые напряжения от предварительного нагружения.
Для подтверждения функциональности, как минимум, три образца следует испытать на свинчивание,
развинчивание и взаимозаменяемость. Каждый образец следует, как минимум, пять раз свинтить, испытать на
давление, равное минимум 1,25 проектного давления, и развинтить. Испытание на давление может
комбинироваться с испытанием на герметичность при низком давлении. После этого, каждую половину образца
следует соединить с новым компонентом и повторить испытание. Если необходимо, уплотнительные элементы
могут быть заменены.
I.9
Испытания, проводимые по усмотрению
Должны быть установлены и проведены возможные необходимые дополнительные испытания.
Примерами некоторых таких испытаний являются: испытание действующего спайдера под грузом, испытание
действующих подсобных инструментов под грузом, испытание опор вспомогательных линий, испытание на
максимальную/минимальную и циклическую температуру, испытание соединений с многоконтурными
уплотнениями, испытание эластомерных уплотнений, на удаление припуска на коррозию, на удерживание
давления смазки, испытание на малоциклическое обратное нагружение, испытание на огнестойкость, на
эксплуатацию в высоко агрессивной среде, испытание на контактную коррозию, испытание на сжатие,
испытание на самоблокировку, испытание на прочность покрытия и испытание на ударную
(интерференционную) нагрузку. Руководство по циклическим испытаниям на давление и температуру см. в
ISO 10423:2003, F.1.11.
Возможность гидравлического соединителя входить в зацепление и фиксироваться, а также
расцепляться в экстремальных рабочих условиях, т.е. угловое, поворотное и переходное отклонение осей,
следует учитывать при проектировании и верифицировать при испытании.
I.10
Документация
Для подтверждения и документального оформления соответствия квалификационных испытаний
соединителя требованиям настоящей части ISO 13628 должна быть оформлена соответствующая документация.
Изготовитель должен документально оформить используемые процедуры и результаты всех
квалификационных испытаний, выполненных для квалификации соединителя на соответствие настоящей части
229
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
13628. Если применимо, документация должна дополнительно включать следующую информацию или
соответствующие ссылки:
а)
количество испытаний и статус изменения или испытательная процедура;
б)
полная идентификация испытанного соединителя и компонентов;
в)
все рабочие чертежи и технические условия на материалы, применяемые в соединителе,
включая уплотнения и болты;
г)
эскизный чертеж испытательного стенда, соединителя, уплотнения и испытательного образца,
включая места измерений температуры и давления;
д)
процедуру предварительного нагружения,
развинчивания или натяжение устройством натяжения;
включая
крутящий
момент
свинчивания
и
е)
фактические размеры уплотнительных поверхностей перед сваркой, после сварки и
термообработки и после испытания;
ж)
все данные испытаний, указанные в настоящей части ISO 13628, включая фактические условия
испытаний (давление, температуру, нагрузки и т.д.) и наблюдаемые утечки или другие параметры приемки;
з)
идентификацию используемой среды испытаний;
и)
сертификаты на материалы испытанных компонентов;
к)
персонал, проводивший и присутствующий при испытаниях;
л)
время и место испытания.
Сравнения и оценки следует проводить на основе анализа методом конечных элементов и возможных
отклонений от размеров, допусков и прочностных характеристик. Для сравнения соответствующих результатов
при испытании на внешнее нагружение изгибом может потребовать трёхмерный анализ методом конечных
элементов.
230
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
Библиография
[1] API RP 2A-WSD:2000
Планирование, проектирование и строительство
стационарных морских платформ.Расчёт по
допускаемым напряженим
[2] API RP 2RD:1998
Проектирование
райзеров
для
плавучих
эксплуатационных систем (FPSs) и платформ с
натяжными опорами (TLPs)
[3] API RP 2SK:1997
Проектирование
и
анализ
систем
позиционирования для плавучих конструкцій
[4] API Bull 6AF:1995
Несущая
способность
фланцев
API
комбинированном нагружении, 2-ое издание
[5] API Bull 6AF1:1998
Ухудшение
параметров
при
изменении
температуры фланцев API при комбинированном
нагружении, 2-ое издание
[6] API Bull 6AF2:1999
Функциональные возможности цельных фланцев
API при комбинированном нагружении,2-ое
издание
[7] API Bull 6J:1992
Испытание
нефтепромысловых
эластомеров
(методические
материалы),
1-ое
издание,
(ANSI/API Bull 6J-1992)
[8] API RP 16Q:1993
Проектирование,
выбор,
техническое обслуживание
буровых райзеров
[9] API RP 17G:1995
Проектирование и эксплуатация систем райзеров
для заканчивая / капитального ремонта скважин
[10] API RP 579
Рекомендации о пригодности для эксплуатации, 1ое издание
[11] ASTM A 182
Стандартные технические условия на кованые или
катаные трубные фланцы из легированной стали,
кованые фитинги, трубопроводную арматуру и
детали для высокотемпературных условий работы
[12] ASTM A 694
Стандартные технические условия на поковки из
углеродистой и легированной стали для трубных
фланцев, фитингов, трубопроводной арматуры и
деталей для транспортировки под высоки
давлением
[13] ASTM A 707
Стандартные технические условия на кованные
фланцы из углеродистой и легированной стали для
низкотемпературных условий работ
[14] BS 7448-1:1991
Испытания на ударную вязкость механикой
трещинообразования. Метод определения KIc,
критические значения CTOD и J металлических
материалов
[15] BS 7448-2:1997
Испытания на ударную вязкость механикой
трещинообразования. Метод определения KIc,
критические значения CTOD и J сварных швов
металлических материалов
[16] BS 7910
Руководство по методам оценки
конструкций, сваренных плавлением
[17] DNV RP-C203:2001
Анализ сопротивления усталости стальных
морских конструкций, Det Norkse Veritas
при
эксплуатация
и
систем морских
дефектов
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
[18] HSE 1990
Руководство по проектированию, сооружению и
сертификации, 4-ое издание (включая дополнения
от февраля 1995), HMSO, London, UK
[19] ISO 4287:1997, Геометрические технические
характеристики
изделия
(GPS).
Рельеф
поверхности: Метод профилирования.
Термины, определения
поверхности
[20] ISO 9000-1:1994, Стандарты менеджмента
качества и обеспечение качества.
Часть 1: Руководства по выбору и использованию
[21] ISO TR 9769:1991
Сталь и чугун. Обзор существующих методов
анализа
[22]
ISO 13628-1,
Нефтяная
и
газовая
промышленность. Конструкция и эксплуатация
систем подводных добычи
Часть 1: Общие требования и рекомендации
[23] Директива IMO 645
Руководство для судов с динамическими
системами позиционирования, 6 июня 1994
[24] EN 1591-1:2001, Фланцы и их соединения
Правила проектирования для круглых фланцевых
соединений с прокладками. Часть 1: Метода
расчета
[25] EN 1591-2:2001, Фланцы и их соединения
Правила проектирования для круглых фланцевых
соединений с прокладками. Часть 2: Параметры
прокладки
[26] BLEVIN, R.D.
Formulas for natural frequency and mode shape,
Krieger, 1984
[27] Пособие по усталостных характеристиках.
Морские металлоконструкции, Эд. A. АлмарНаесс, Издательство Тапир, Трондхайм, 1985
[28] HAAGENSEN, P.J., DRÅGEN, A., SLIND, T. and
ØRJASÆTER, O.
Прогнозирование улучшения усталостного ресурса
сварных соединений вследствие шлифовки,
выпрямления дуговой сваркой вольфрамовым
электродом в газовой среде, регулирования формы
шва и дробеструйной обработки. Сталь в морских
сооружениях, отредактировано К. Ноорхоок, Дж.
деБак, Научное Издательство Элсевиер Б. В.,
Амстердам, 1987, С. 689-69.
[29] Larsen, C. M. & Halske K. H.
Сравнение
моделей
колебания,
вызванных
образованием вихрей узких морских сооружений.
В рамках шестой международной конференции по
колебаниям, вызванным потоками. Лондон,
Объединённое Королевство. С. 467-482, 1995.
[30]
MADDOX, S.J.,
HAAGENSEN, P.J.
MACDONALD, K.A.
and
и
параметры
рельефа
Рекомендации по расчёту усталостной прочности и
оценке кольцевых сварных швов трубопроводов,
Международный Институт Сварки, док. XIII-18232000. Май 2000.
[31] NIEMI, E. (Ed)
Расчёт напряжений для усталостного анализа
сварных деталей, Международный Институт
Сварки, Издательство Абингтон, Абингтон,
Кембридж 1995
[32] PANTAZOPOULOS, M.S.
Параметры колебаний, вызванных вихревыми
потоками: Рецензия. В рамках ОМАЕ, 1994.
[33]
ROONEY, P.P.,
PETTERSEN, D.J
[34] VANDIVER, J.K.
ENGEBRETSEN, K.B.
and
Жосткие стояки морских платформ с натяжными
опорами.
Безразмерные
параметры,
важные
для
предсказания колебаний, вызванных вихревыми
потоками длинных эластичных цилиндров в
океанических течениях.
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
[35] KIRKEMO, F.
«Пакет» синусоидальных колебаний и уравнения
предельного состояния пластической деформации
для труб. Часть 1: Теория, тезисы Международного
общества шельфовых и полярных технологий, 2001
[36] KIRKEMO, F. and HOLDEN, H.
«Пакет» синусоидальных колебаний и уравнения
предельного состояния пластической деформации
для труб. Часть 2: Приложения, тезисы
Международного
общества
шельфовых
и
полярных технологий, 2001
[37] ASME PCC 1-2000
Рекомендации пограницах давления на соединения
фланцев с креплением на болтах, Американский
национальный стандарт, 2001
[38] Walter D. Pikley
Коэффициент
концентрации
напряжений
Петерсона, 2-ое издание, 1997, опубликовано
Джоном Уайли и сынами, ISBN 0-471-53849-3.
ГОСТ ИСО 13628-7:201
(проект, UA, первая редакция)
УДК 622.24.05.05:006.354
МКС 75.180.10
Ключевые слова:давление усиления, инициированное закрытие, канал управления, рассчётное
давление, рассчётный ресурс, данные диагностирования, прямое гидравлическое управление, далее по
потоку, электрогидравлическое управление, экспертиза, давление гидравлического испытания,
интеллектуальная скважина, система управления интеллектуальной скважиной, нормальный режым
эксплуатации, отвод, давление оппресовки, время реагирования, инструмент для спуска, время
исполнения, время проходжения сигнала, система управления подводной добычей, наземный
предохранительный клапан, шлангокабель, подводный предохранительный клапан.